Etude par microscopie à force atomique des propriétés physico-chimiques et nanotribologiques de la proténie hydrophobin

Dans ce travail de thèse, l'objectif était d'étudier la protéine hydrophobin pour obtenir des informations sur la structure des assemblages de cette protéine, avec la motivation d'une meilleure compréhension des propriétés de surface de l hydrophobin vmh2 de classe I extraite du champignon Pleurotus ostreatus. Nous avons été en mesure d'établir les bonnes conditions expérimentales permettant l'étude des films monomoléculaires et bimoléculaire d hydrophobin pre parés à l'aide de la technique de Langmuir, et nous les avons étudiés par la microscopie à force atomique (AFM) et la spectroscopie à force atomique.Nous avons étudié les films d hydrophobin à l'interface air-eau en tant que films de Langmuir et lorsqu'ils sont déposés sur des substrats hydrophobes/hydrophiles en tant que films de Langmuir-Blodgett (LB) et films de Langmuir-Schaefer (LS).Nous avons déterminé les constantes de Hamaker liée aux interactions de van de Waals, des films LB et LS d hydrophobin. Celles-ci sont de même ordre de grandeur. Nous avons sondé à l aide de l AFM en tapping mode les propriétés locales de mouillage des films d hydrophobin à l'échelle nanométrique en fonction de l humidité entre la pointe AFM et l échantillon, en mettant en évidence le caractère hydrophobe du film LB et le caractère hydrophile du film LS. De plus, la présence de la viscoélasticité dans l interaction point-échantillon lié au changement de la phase a été mise en évidence, suggérant que les molécules de la protéine quand elles sont adsorbées à la surface hydrophile de SiO2, elles exposent à l air la partie hydrophobe incluant la boucle, qui est particulièrement molle. D autre part, nous avons étudié les agrégats formés par l hydrophobin sous forme de bâtonnets, et révélé leur rigidité par rapport au film LB, mais aussi leur caractère hydrophobe, suggérant que les molécules adoptent une forme étendue quand elles forment des bâtonnets.Enfin, avec l AFM en mode contact, nous avons étudiés les propriétés nano-tribologiques des monocouches et des bicouches d hydrophobin obtenues, par l'analyse de la friction entre la pointe de l'AFM et la surface des films.PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceItalyFRI

Atomic force microscopy study of physico-chemical and nanotribological properties of hydrophobin protein

Dottorato di Ricerca in “Scienze e Tecnologie delle Mesofasi e dei Materiali Molecolari, XXII Ciclo a.a. 2010Università della Calabri

Signal replication in a DNA nanostructure

Logic circuits based on DNA strand displacement reaction are the basic building blocks of future nanorobotic systems. The circuits tethered to DNA origami platforms present several advantages over solution-phase versions where couplings are always diffusion-limited. Here we consider a possible implementation of one of the basic operations needed in the design of these circuits, namely, signal replication. We showthat with an appropriate preparation of the initial state, signal replication performs in a reproducible way. We also show the existence of side effects concomitant to the high effective concentrations in tethered circuits, such as slow leaky reactions and cross-activation. Published by AIP Publishing

Classification hiérarchique des zones boisées d’altitudes de l’île d’Anjouan, Comores

Avant la colonisation humaine de l’archipel des Comores, l’île d’Anjouan était couverte de forêt. Aujourd’hui, seuls quelques vestiges de forêts primaires subsistent sur des pentes escarpées et inaccessibles. Sous les pressions humaines, la perte des forêts au profit des zones agricoles continuait d’une façon exponentielle. La présente étude a examiné la végétation de l’île pour déterminer les types d’habitats qu’on pouvait trouver à Anjouan. En 2010, nous avons collecté des données liées aux arbres, à l’exploitation agricole et à l’altitude pour partitionner la couverture végétale en différentes classes. Nous avons utilisé l’Analyse en composante principale (ACP) et la Classification ascendante hiérarchique (CAH). Six classes d’habitats ont été identifiées : la classe des plantations des zones ouvertes de haute altitude, la classe des plantations des zones moins boisées, la classe de l’agroforêt dense de moyenne altitude, la classe de la forêt sévèrement dégradée et sous-plantée, la classe de forêt dégradée, et la classe de forêt dense humide. Les quatre premières sont associées aux activités agricoles. Des différences significatives entre les classes ont été observées pour les densités des arbres (natifs ou non-natifs), la diversité des espèces et les niveaux d’exploitations agricoles. La densité des arbres augmentait avec l’altitude, tandis que la diversité en espèces était liée à la classe de la couverture végétale. Les types d’exploitation agricole étaient liés à la classe d’habitat et à la localisation dans l’altitude. Cette étude sera utilisée pour la planification de la gestion des zones agroforestières et la mise en place des actions de conservation pour les habitats forestiers.The second largest island of the Comoros archipelago, Anjouan, was covered by forest before human colonization, whereas today only a few forest fragments remain on steep and inaccessible slopes. Under human pressure, the loss of forests to make place for agricultural areas continues. The present study investigated the vegetation of Anjouan to determine which habitat types can be found on the island. In 2010, we collected data on vegetation composition using a plot-based methodology. Two types of analyses were used to partition the habitat into different classes : principal component analysis (PCA) and hierarchical cluster analysis (HCA). Six habitat classes were identified : plantations in high altitude open areas, plantations in less wooded areas, low altitude agroforestry, severely degraded and under-planted forest, degraded forest and dense natural forest. The first four classes were associated with agricultural activities in varying intensities. Significant differences between habitat classes were distinguished by Kruskal-Wallis tests for tree densities (native and non-native), species diversification, and level of agricultural exploitation. The findings show that the vegetation cover in Anjouan is marked by human exploitation, which requires monitoring to avoid over-exploitation of the last remaining natural forests on the island. The results of this study will be used for the agroforestry management planning and the implementation of conservation actions for forest habitats on the island

Chemical Details on Nucleolipid Supramolecular Architecture: Molecular Modeling and Physicochemical Studies

Nucleolipids are currently under investigation as vectors for oligonucleotides (ON) delivery thanks to their supramolecular organization properties and their ability to develop specific interactions (i.e., stacking and potential Watson and Crick hydrogen bonds) for lipoplexes formation. To investigate the factors that govern the interaction events at a molecular level and optimize nucleolipid chemical structures, physicochemical experiments (tensiometry, AFM, BAM, and ellipsometry) combined with molecular dynamics simulation were performed on a series of zwitterionic nucleolipids (PUPC, DPUPC, PAPC) featuring a phosphocholine chain (PC). After construction and initial equilibration, simulations of pure nucleolipid bilayers were run for 100 ns at constant temperature and pressure, and their properties were compared to experimental data and to natural dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) bilayers. Nucleolipid-based membranes are significantly more ordered and compact than DPPC bilayers mainly due to the presence of many intermolecular interactions between nucleoside polar heads. The hydrophilic phosphocholine moieties connected to the 5′ hydroxyls are located above the bilayers, penalizing nucleic bases accessibility for further interactions with ON. Hence, a neutral nucleolipid (PUOH) without hydrophilic phosphocholine was inserted in the membranes. Simulations and experimental analysis of nucleolipid membranes in interaction with a single strand RNA structure indicate that PUOH interacts with ON in the subphase. This study demonstrates that molecular modeling can be used to determine the interactions between oligonucleotide and nucleolipids