Le tableau de Léon Lhermitte représentant Sainte-Claire Deville faisant son cours dans le grand amphithéâtre de Physique et de Chimie dans l’ancienne Sorbonne a été restauré!
Vous pouvez voir le tableau en salle S du département de Chimie.
En quelques images, voici comment la rénovation s’est déroulée:
Un grand merci à Gabriella et Anne-Sophie pour ce travail de rénovation!
____Son projet, intitulé « DREAM » (DNA-encoded REconfigurable and Active Matter), consistera à utiliser de l’ADN synthétique comme un code moléculaire permettant de conférer à la matière molle synthétique des propriétés dynamiques inédites et s’approchant de celles du vivant, comme la capacité à se transformer, s’adapter, évoluer et même se déplacer, allant des nanomachines ADN évolutives aux interfaces actives encodées génétiquement. Diverses nanostructures d’ADN (origamis d’ADN, tuiles, nanogrilles d’ADN) seront ainsi produites par un nouveau concept d’auto-assemblage isotherme et reconfigurable, conduisant à des structures auto-assemblées capables de s’adapter et de se transformer morphologiquement, de manière autonome ou en réponse à un stimulus. Le couplage de protéines à ces nano-échafaudages reconfigurables permettra de reconstituer des voies métaboliques synthétiques dynamiques, de concevoir des commutateurs catalytiques programmables ou de développer un nouveau principe de découverte de nanostructures par évolution. L’ADN sera également utilisé pour programmer, pour la première fois à un niveau génétique, le comportement actif et la fonctionnalité d’interfaces molles. Il en résultera des comportements originaux tels que de l’auto-propulsion programmable, de la génophorèse ou du tri génétique autonome. Des fonctionnalités supplémentaires (catalyse, reconnaissance) seront apportés par expression acellulaire de protéines d’intérêt (enzyme, anticorps), produisant ainsi des matériaux mous génétiquement encodés combinant motilité, transport, sensing, adaptabilité et multifonctionnalité.
La synapse immunitaire est la zone de contact étroit entre un lymphocyte et une cellule présentant son antigène cognitif. Cette structure sert de plateforme de signalisation et entraîne une polarisation des composants intracellulaires nécessaires à la fonction immunologique de la cellule. Si les propriétés de surface de la cellule présentatrice sont connues pour contrôler la formation de la synapse, leur impact sur la polarisation n’a pas encore été étudié. En utilisant des gouttelettes lipidiques fonctionnelles comme cellules présentatrices artificielles réglables, combinées à un dispositif d’appariement microfluidique, nous observons simultanément des synapses synchronisées et quantifions dynamiquement les modèles de polarisation des cellules B individuelles. En évaluant l’impact de la concentration du ligand, de la fluidité de la surface et de la rigidité du substrat sur la polarisation du lysosome, nous montrons (Pinon et al., Cell. Rep. Methods 2022) que son apparition et sa cinétique dépendent de la concentration locale d’antigène à la synapse et de la rigidité du substrat. Notre système expérimental permet un phénotypage fin des populations de cellules monoclonales basé sur leur lecture synaptique. Lien vers l’article : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667237522002326?via%3Dihub
D’autre part, alors que les rôles clés joués par les cytosquelettes d’actine et de microtubules dans la formation et la fonction de la synapse immunitaire sont de plus en plus clairs, la manière dont les différents événements impliqués dans la formation de la synapse sont coordonnés dans l’espace et le temps par les interactions actine-microtubules n’est pas comprise. L’équipe de Paolo Pierobon, avec notre participation, a étudié avec une résolution sans précédent la dynamique des différents événements conduisant à la formation et au maintien de la synapse immunitaire dans les cellules B murines. Leurs résultats (Pineau et al., eLife 2022) identifient deux groupes d’événements, local et global, dominés respectivement par la dynamique de l’actine et des microtubules. Ils mettent également en évidence un rôle inattendu des microtubules et de l’axe GEF-H1-RhoA dans la limitation de la polymérisation de la F-actine au niveau du site de contact lymphocyte-antigène, permettant ainsi la formation et le maintien d’une synapse immunitaire compétente. Lien vers l’article : https://elifesciences.org/articles/78330
Site internet de l’équipe : https://fattaccioli.github.io
La machinerie cellulaire d’un organisme vivant, en particulier ses protéines, ne peut correctement fonctionner que sur une gamme de température restreinte. Ainsi, à des températures trop différentes de la température de 37°C, les protéines humaines ne sont plus efficaces, ce qui conduit à la mort des cellules. Dans une étude qui a fait la couverture du journal Chemistry – A European Journal, des chercheurs du LBT (CNRS) et du PASTEUR (CNRS/ENS Paris/PSL Université/Sorbonne Université) ont étudié le fonctionnement d’une famille d’enzymes (les protéines catalyseurs de réactions chimiques) à des températures extrêmes. Ils ont ainsi montré qu’au-delà de leur stabilité, une autre variable d’ajustement est essentielle : l’énergie d’activation de la réaction chimique catalysée.
Référence
Thermal adaptation of enzymes: Impacts of conformational shifts on catalytic activation energy and optimum temperature, I. Maffucci, D. Laage, F. Sterpone et G. Stirnemann, Chemistry – A European Journal, 26, 10045-10056
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.202001973
Étude complémentaire
Differences in thermal structural changes and melting between mesophilic and thermophilic dihydrofolate reductase enzymes, I. Maffucci, D. Laage, G. Stirnemann et F. Sterpone, Physical Chemistry Chemical Physics, 22, 18361-18373 (2020)
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/cp/d0cp02738c#fn1
Interfacial Chemistry of Novel 2D materials in solvent water with ab initio methods.
Working context
The project will be realized inside the theory team of PASTEUR laboratory, UMR8640 at the
Ecole Normale Supérieure within PSL University.
The project will focus on the modelling of the interface between the borophene and water at
the quantum atomistic scale via Ab Initio Molecular Dynamics. The master student will learn
how to construct an interface cell with a liquid and perform dynamic runs. If time allows one
self-ion of water (hydronium or hydroxide) can be introduced in order to see whether the pH
conditions play any role on the surface reactivity of borophene.
Contact : Marie-Laure BOCQUET
Graphene oxide is a rising star among 2D materials, yet its interaction with liquid water remains a fundamentally open question: experimental characterization at the atomic scale is difficult, and modeling by classical approaches cannot properly describe chemical reactivity. Here, we bridge the gap between simple computational models and complex experimental systems, by realistic first-principles molecular simulations of graphene oxide (GO) in liquid water. We construct chemically accurate GO models and study their behavior in water, showing that oxygen-bearing functional groups (hydroxyl and epoxides) are preferentially clustered on the graphene oxide layer. We demonstrated the specific properties of GO in water, an unusual combination of both hydrophilicity and fast water dynamics. Finally, we evidence that GO is chemically active in water, acquiring an average negative charge of the order of 10 mC m−2. The ab initio modeling highlights the uniqueness of GO structures for applications as innovative membranes for desalination and water purification.
Press Release (in french) by INC CNRS : Un nouveau modèle pour les interactions entre l’oxyde de graphène et l’eau
References:
Structure and chemistry of graphene oxide in liquid water from first principles
Félix Mouhat, François-Xavier Coudert & Marie-Laure Bocquet
Nature Communications volume 11, Article number: 1566 (2020)
doi: 10.1038/s41467-020-15381-y
Two-dimensional materials such as graphene (G) and hexagonal boron nitride (BN) have demonstrated potential applications in membrane science and in particular for the harvesting of blue energy. Although pure G and BN atomic layers are known to remain inert towards neutral water, one may wonder about the aqueous reactivity of hybridized monolayers formed by joining BN and G sheets in a planar fashion. Here, we perform ab initio molecular dynamics calculations of liquid water in contact with all possible planar heterostructures. Remarkably, we could observe the spontaneous chemisorption and dissociation of the interfacial water molecule into its self-ions at one specific and non-standard one-dimensional border. Our simulations predict that this type of heterostructure is prone to ionize liquid water in the absence of any electrical gating.
References:
Spontaneous liquid water dissociation on hybridised boron nitride and graphene atomic layers from ab initio molecular dynamics simulations
Benoît Grosjean, Anton Robert, Rodolphe Vuilleumier and Marie-Laure Bocquet
Phys. Chem. Chem. Phys., 2020
doi: 10.1039/C9CP06765E
This review presents the main principles underlying the theoretical description of the behavior of regular and random arrays of nanometric active sites. It is further shown how they can be applied for establishing a useful semi-analytical approximation of the arrays responses under diffusion limited conditions when they involve the common situation of active sites with identical sizes. This approximation is general and, as exemplified for different type of arrays, can be employed for describing the behavior of any array involving arbitrary distributions of their active sites onto the substrate surface. Furthermore, this efficient approach allows statistical characterization of active sites distributions of any array based on chronoamperometric data.
References:
Review—Nanostructured Electrodes as Random Arrays of Active Sites: Modeling and Theoretical Characterization
Alexander Oleinick, Oleksii Sliusarenko, Irina Svir, and Christian Amatore
J. Electrochem. Soc., 2020 167 013530
doi: 10.1149/2.0302001JES
