Electrophoretic separation of large DNAs using steric confinement

We report an alternative method for electrophoretic separation of large DNAs using steric confinement between solid walls, without gel or obstacles. The change of electrophoretic mobility vs confinement thickness is investigated using fluorescence video microscopy. We observe separation at small confinement thicknesses followed by a transition to the bulk behaviour (no separation) at a thickness of about 4 μm (a few radii of gyration for the studied DNA chains). We present tentative explanations of our original observations.Comment: to appear in JCI

Évaluer la durabilité des systèmes et des territoires aquacoles : proposition méthodologique

En devenant une référence, une contrainte, une action performative pour l'ensemble des activités économiques, le développement durable transforme non seulement les pratiques productives et organisationnelles, mais il produit également de nouveaux objets et situations de recherche qui nécessite des renouvellements méthodologiques. À l'occasion d'un programme de recherche sur l'élaboration d'une démarche d'évaluation du développement durable dans l'aquaculture, un protocole méthodologique a été élaboré de façon interdisciplinaire et en prenant en compte les représentations des acteurs. Il permet notamment de rendre compte de l'insertion territoriale et institutionnelle des systèmes aquacoles. La logique de la démarche de coconstruction qui est menée, partant des principes pour identifier les critères puis les indicateurs, comporte une dimension générique de façon à pouvoir être appliquée à d'autres systèmes aquacoles, voire à d'autres secteurs. Après avoir présenté les hypothèses et postulats qui fondent la démarche, les auteurs présentent le programme de recherche en insistant sur les aspects méthodologiques. En conclusion, ils discutent de l'intérêt et des modalités de généralisation de la méthode, ainsi que du statut de la relation construite avec les acteurs à cette occasion. (Résumé d'auteur

Le développement durable : un défi pour l'aquaculture marine en Méditerranée

L'aquaculture marine méditerranéenne s'est développée à un rythme soutenu (25 % par an) et elle représente une réelle alternative à la pêche. Aujourd'hui, elle doit prendre en compte le développement durable (DD) qui constitue un véritable défi pour cette aquaculture " entrepreneuriale ". La question est donc de savoir si les entreprises aquacoles peuvent relever ce défi et avec quelles conséquences. Afin de répondre à cette question, des enquêtes ont été menées en Méditerranée. Elles visaient : i) à établir une typologie en fonction des logiques d'exploitation, des pratiques observées et des contraintes rencontrées ; et ii) à étudier les représentations des acteurs de la filière vis-à-vis du DD. Elles confirment que les entreprises sont dans une logique dominée par les contraintes de marché, mais montrent aussi que leurs pratiques ne sont, pour le moment, pas trop éloignées du concept de DD. Cependant, la participation des aquaculteurs au DD passe par la mise en place d'innovations, en particulier organisationnelles, et par la constitution d'un métier qui permettrait de mettre en oeuvre l'action collective nécessaire. (Résumé d'auteur

Self-energy limited ion transport in sub-nanometer channels

The current-voltage characteristics of the alpha-Hemolysin protein pore during the passage of single-stranded DNA under varying ionic strength, C, are studied experimentally. We observe strong blockage of the current, weak super-linear growth of the current as a function of voltage, and a minimum of the current as a function of C. These observations are interpreted as the result of the ion electrostatic self-energy barrier originating from the large difference in the dielectric constants of water and the lipid bilayer. The dependence of DNA capture rate on C also agrees with our model.Comment: more experimental material is added. 4 pages, 7 figure

Current Rectification and Ionic Selectivity of α-Hemolysin: Coarse-Grained Molecular Dynamics Simulations

International audienceIn order to understand the physical processes of nanopore experiments at the molecular level, microscopic information from molecular dynamics is greatly needed. Coarse-grained models are a good alternative to classical all-atom models since they allow longer and faster simulations. We performed coarse-grained molecular dynamics of the ionic transport through the alpha-hemolysin protein nanopore, inserted into a lipid bilayer surrounded by solvent and ions. For this purpose, we used the MARTINI coarse-grained force field and its polarizable water solvent (PW). Moreover, the electric potential difference applied experimentally was mimicked by the application of an electric field to the system. We present, in this study, the results of 1.5 mu s long-molecular dynamics simulations of 12 different systems for which different charged amino acids were neutralized, each of them in the presence of nine different electric fields ranging between +/- 0.04 V/nm (a total of around 100 simulations). We were able to observe several specific features of this pore, current asymmetry and anion selectivity, in agreement with previous studies and experiments, and we identified the charged amino acids responsible for these current behaviors, therefore validating our coarse-grain approach to study ionic transport through nanopores. We also propose a microscopic explanation of these ionic current features using ionic density maps

Comparative biosensing of glycosaminoglycan hyaluronic acid oligo- and polysaccharides using aerolysin and α-hemolysin nanopores

International audienceSeeking new tools for the analysis of glycosaminoglycans, we have compared the translocation of anionic oligosaccharides from hyaluronic acid using aerolysin and α-hemolysin nanopores. We show that pores of similar channel length and diameter lead to distinct translocation behavior of the same macromolecules, due to different structural properties of the nanopores. When passing from the vestibule side of the nanopores, short hyaluronic acid oligosaccharides could be detected during their translocation across an aerolysin nanopore but not across an α-hemolysin nanopore. We were however able to detect longer oligosaccharide fragments, resulting from the in situ enzymatic depolymerization of hyaluronic acid polysaccharides, with both nanopores, meaning that short oligosaccharides were crossing the α-hemolysin nanopore with a speed too high to be detected. The translocation speed was an order of magnitude higher across α-hemolysin compared to aerolysin. These results show that the choice of a nanopore to be used for resistive pulse sensing experiments should not rely only on the diameter of the channel but also on other parameters such as the charge repartition within the pore lumen

Quelques postulats relatifs aux indicateurs de développement durable : l’exemple de l’aquaculture

Après avoir illustré le foisonnement d’initiatives de développement durable dans le domaine de l’aquaculture, les auteurs présentent leur démarche de coconstruction des principes, critères et indicateurs, fondée sur l’hypothèse que la mise en place du développement durable nécessite l’implication des acteurs concernés ainsi qu’un processus d’apprentissage collectif. L’élaboration des indicateurs s’effectue par rapport à des critères qui, eux-mêmes, se réfèrent à des principes rendant compte des enjeux et des représentations que les acteurs ont du développement durable. L’accent est mis sur les conditions organisationnelles et institutionnelles du processus d’apprentissage collectif qu’implique l’appropriation du développement durable comme nouveau système de valeurs. Un dispositif de coconstruction d’indicateurs de développement durable est proposé, où les indicateurs, au-delà de leur fonction de mesure, constituent des objets intermédiaires « médiateurs » facilitant la mise en place du développement durable

Flow Injection of DNA in Nanopores : Direct Optical Visualization of a Pressure Threshold

International audienceIn the regime of pores smaller than the radius of gyration, the flow injection of polymers and biopolymers exhibit a flow threshold independent of the pore and of the polymer itself. We have developed a new combination of near field optics (zero mode wave guide) and image analysis in order to revisit this phenomenon. Working at constant pressure we are able to control and observe directly the transport of individual biomolecules with a time resolution of 5 ms. In the case of DNA, we show that the forced transport through the pore can be described as an energetic barrier only dependent on the injected flow. Further application to biological systems of this barrier measurement will also be discussed