Academic literature on the topic 'Transition biophysique'

Les méthodes d’amélioration des procédures de cryoconservation sont traditionnellement basées sur l’empirisme. Pour s’en démarquer, nous sommes repartis des modèles biophysiques développés pour décrire les procédures en s’appuyant sur 2 méthodes. La 1ère méthode a consisté au développement de techniques de simulation des procédures en caractérisant l’utilisation du Snomax dans l’appareil DSC. Nous avons montré que le contrôle de la température de nucléation (Tn) est possible en choisissant les conditions expérimentales (volume d’échantillon et concentration en Snomax) qui influencent les probabilités de présence de 3 sous-populations d’INA des protéines de P. syringae. La possibilité d’effectuer des simulations a pu être validée pour certaines plages de surfusion dans les solutions de cryoconservation. Ceci a permis la caractérisation des effets physiques influencés par Tn et qui interviennent au cours des procédures et d’alimenter les modèles biophysiques de cryoconservation. La 2ème méthode a consisté à la modification de la composition des solutions afin de réduire le recours au DMSO (cytotoxique) en utilisant des composés de type oligosaccharides : les COS. Après vérification de la biocompatibilité des COS avec des cellules embryonnaires, la caractérisation de l’influence thermodynamique des COS a été effectuée. Il a été montré que les COS sont des cryostabilisateurs qui se lient à une petite quantité de molécule d’eau et n’en affecte pas les propriétés physicochimiques. Les COS peuvent donc être introduits dans le milieu extracellulaire sans risque d’accélérer la déshydratation cellulaire. De plus, il a été montré qu’ils favorisent la gélification du milieu extracellulaire, laquelle est fonction de la proportion massique d’eau en solution résiduelle. Cette gélification fige une partie du système ce qui favorise sa stabilisation au passage des zones de températures à risques de recristallisation<br>We wished to move aside classical cryopreservation procedure improvements that are based on empiricism and to focus on existing biophysical models in order to describe procedures. We based our study on two methods. The first method consisted in developing the methods for the simulations of procedures, by characterizing the use of Snomax in a DSC device. This study highlighted that the nucleation temperature (Tn) control is possible under precise experimental conditions (sample volume and Snomax concentration) that influence the presence probability of 3 INA subpopulations of the P. syringae protein aggregates. The possibility to simulate the cryopreservation procedures has been achieved for some supercooling ranges within complex cryopreservation solutions. Consequently, it has been possible to characterize the physical effects influenced by Tn and involved within procedures. These results will participate in supplying cryopreservation biophysical models. The second method aimed to modify the composition of cryopreservative solutions in order to reduce the DMSO use (because of its cytotoxicity), using extracellular CPA components: the chitooligosaccharides COS. Subsequent to the biocompatibility verification of the COS with embryonic cells, the thermodynamic influence of the COS has been characterized. Therefore, it has been demonstrated that COS are cryostabilizers that link themselves to a small number of water molecules and does not influence its physicochemical properties. Consequently, COS can be added within the extracellular space without any risk to accelerate the cell dehydration. It has been demonstrated that COS favor the gelation of the extracellular space and that this gelation relies on the mass proportion of water in the residual solution. This gelation immobilizes a part of the system and therefore favor its stabilization when the temperature reaches the risky recrystallization range

Dans cette thèse un modèle très simple de l'ADN est introduit. Il représente la double hélice de Watson et Crick (ADN B) avec deux degrés de liberté pour chaque paire de bases: le rayon de la paire et son angle de rotation hélicoi͏̈dal. Les solutions de petites amplitudes de la dynamique non linéaire du modèle à température nulle sont des ouvertures couplées avec des déroulements, localisées et qui se propagent le long de la double hélice. Une approche a été developpée sur ce modèle pour étudier les modes collectifs de vibration de la double hélice d'ADN b en solution et a température ambiante. Les résultats obtenus, en particulier le spectre, les relations de dispersion et la longueur de cohérence des modes sont compares avec les données de spectroscopie Raman et de diffusion de neutrons. La mécanique statistique du modeler, grâce à la méthode de l'intégrale de transfert, permet d'étudier la transition de dénaturation. On décrit cette dernière comme une transition de phase du premier ordre, de la phase fermée ADN B a la phase ouverte ADN D, qui peut être induite par l'augmentation de la température t ou par un couple de torsion t applique sur un bout de la molécule en tenant l'autre bout fixe. La région de coexistence des phases ADN B et ADN D est paramétrisée par le degré de déroulement de l'hélice. On obtient en fonction de T, l'énergie libre de dénaturation, le diagramme de phase dans le plan T, et les isothermes dans le plan. Ces résultats sont en bon accord avec les données expérimentales classiques obtenues sur une solution de molécules d'ADN (par l'électrophorèse sur gel, des mesures calorimétriques et par la spectroscopie UV) et avec les données, récemment obtenues par la micromanipulation d'une seule molécule d'ADN soumise a une force de tension et un couple de torsion.

Nous avons développé une méthode pour étudier la structure de molécules d’ADN étirées mécaniquement. Les échantillons sont des films d’ADN constitués de macromolécules bien orientées et produits par un procédé de filage en milieu humide. Du fait que les molécules sont déjà orientées à la fabrication, les forces appliquées par la suite peuvent directement induire des transitions structurales. La transmission des forces entre molécules voisines est possible grâce à la réticulation par le formaldéhyde, l’éther diglycidique d’éthylène glycol ou des bis-intercalants. L’efficacité des produits réticulants est testée par électrophorèse en gel et en étudiant les propriétés élastiques des films d’ADN traités. Nous avons, pour la première fois, donné une preuve de la réticulation intermoléculaire d’ADN par le formaldéhyde. La structure du complexe ADN-formaldéhyde a été caractérisée par diffusion Raman, ce qui nous a permis de distinguer entre réticulation et dénaturation. Le maintien à une valeur constante et à un niveau assez élevé de l’humidité relative des films se traduit dans les échantillons par la présence d’ADN sous la forme B. La dynamique à basses fréquences pendant l’hydratation et la déshydratation sont suivies par spectroscopie terahertz résolue en temps. Nous avons observé pour la première fois des différences en transmission selon l’orientation, parallèle ou perpendiculaire au champ électrique terahertz, des films. Les temps caractéristiques de la transition de la forme A vers la forme B des échantillons sont confirmés par les résultats de la diffusion Raman. L’inclinaison des paires de base pendant l’étirement des films d’ADN est étudiée par biréfringence. Dans le cas des films réticulés, la biréfringence décroît. Le changement de distance entre les paires de base est mesuré par diffraction X. Nous avons observé des réflexions inconnues et discutons les possibles interprétations physiques et structurales. Un reflet méridional qui correspond à une périodicité de 7,4Å provient probablement d’une conformation étirée et non-hélicoïdale. Le reflet disparaît quand on réduit l’humidité relative et que l’on déshydrate l’échantillon. Nous avons montré que l’enchevêtrement des molécules d’ADN dans les films induit un certain degré de «réticulation», en accord avec ce qui a été rapporté dans la littérature. L’augmentation du débit pendant le filage en milieu humide permet de commencer à étirer l’ADN.

Thèse de doctorat : Physique : Strasbourg 1 : 2007. Thèse de doctorat : Physique : Konstanz - Allemagne : 2007.<br>Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 135-148.