Le principe KISS appliqué à la conception de senseurs et à la veille bibliographique

par Jean-Patrick Francoïa

Thèse de doctorat en Ingénierie Biomoléculaire

Sous la direction de Robert Pascal.

Le président du jury était Michael Smietana.

Le jury était composé de Robert Pascal, Jean-François Nierengarten, Julien Leclaire, Christopher Hunter, Laurent Vial.

Les rapporteurs étaient Jean-François Nierengarten, Julien Leclaire.


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous rapportons qu'un dendrigraft de poly-L-Lysine(DGL) est capable de former un complexe multi-ligand avec un peptide fluorescent, conduisant à la disparition quasi-totale du signal optique,qui peut ensuite être restauré en présence d'héparine. Ce système simple permet, pour la première fois, la détection de l'anticoagulant dans le sang humain à des doses cliniques. Ensuite, nous démontrons que ce système simple peut évoluer vers une barrette de senseurs. En fonction de la quantité d'indicateur sur le récepteur, des glycosaminoglycanes chargés négativement (GAG) induisent une variation du signal fluorescent selon s'ils déplacent ou compactent les indicateurs à la surface du récepteur. Cette stratégie unique permet non seulement l'identification aveugle de GAGs purs avec un niveau de précision de 100 %, mais aussi la différenciation de mixtures.Nous présentons également une méthodologie originale et simple pour la construction de structures tridimensionelles des DGLs. Nous étudions ensuite les caractéristiques structurelles de ces polymères par dynamique moléculaire. Cette méthodologie repose sur l'encodage des caractéristiques expérimentales des DGLs (i.e. degré de polymérisation, rapports de branchement, charges) en chaînes alphanumériques, qui seront ensuite interprétées par le programme de mécanique moléculaire Amber. Ce travail ouvre des perspectives pour l'exploration in silico des propriétés des dendrigrafts et des polymères hyperbranchés. Finalement, nous avons développé ChemBrows, un logiciel qui assiste les scientifiques/enseignants/étudiants dans leur veille bibliographique. Fonctionnant comme un lecteur de flux RSS amélioré qui intègre des filtres par mots-clés et un moteur de recommandation basé sur l'apprentissage machine, ChemBrows est un logiciel libre et open-source: www.chembrows.com.

  • Titre traduit

    The KISS principle applied to the conception of sensors and to the bibliographic survey


  • Résumé

    In this thesis, we report that a "tree-like" dendrigraft ofpoly-L-Lysine (DGL) is able to form a multi-ligand complex with afluorescently labelled peptide, leading to the almost complete extinction ofthe optical signal that can be restored upon the introduction of heparin. This simple system allows, for the first time, the turn-ON fluorescent sensing of the anticoagulant in human blood at clinically relevant levels. Then, we demonstrate that this sensing ensemble can evolve toward a sensorarray. Depending on the loading of the indicator on the receptor, negatively charged glycosaminoglycans (GAGs) induce a positive or negative variation of the fluorescent signal as they displace the indicators from the receptor or they compact the indicators on the receptor’s surface, respectively. This unique strategy allows not only the blind identification of pure GAGs with a level of accuracy of 100 %, but also the differentiation of mixtures.We also report an original and simple methodology for the construction of three-dimensional structures of DGLs, and the subsequent investigation of their structural features using molecular dynamics simulations. This methodology relies on the encoding of the polymers’ experimental characterizations (i.e. degrees of polymerization, branchingratios, charges) into alphanumeric strings that are "readable" by the Ambersimulation package. This work opens avenues toward the in silico exploration of dendrigrafts and hyperbranched polymers.Finally, we developed ChemBrows, an in-house software that will significantly help scientists/teachers/ students to tame the flood of publications.Working as an enhanced RSS reader that integrates keyword-based filters anda machine-learning-based recommendation engine, ChemBrows is available onmultiple platforms as a free and open-source software at www.chembrows.com.


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