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3 février 2010, l'archive ouverte de photographies et d'images scientifiques, ouvre ses portes.

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On the relevance of the dam break problem in the context of nonlinear shallow water equations

Denys Dutykh et al.

The classical dam break problem has become the de facto standard in validating the Nonlinear Shallow Water Equations (NSWE) solvers. Moreover, the NSWE are widely used for flooding simulations. While applied mathematics community is essentially focused on developing new numerical schemes, we tried to examine the validity of the mathematical model under consideration. The main purpose of this study is to check the pertinence of the NSWE for flooding processes. From the mathematical point of view, the answer is not obvious since all derivation procedures assumes the total water depth positivity. We performed a comparison between the two-fluid Navier-Stokes simulations and the NSWE solved analytically and numerically. Several conclusions are drawn out and perspectives for future research are outlined.

A local limit theorem for random walks in random scenery and on randomly oriented lattices

Fabienne Castell et al.

Random walks in random scenery are processes defined by $Z_n:=\sum_{k=1}^n\xi_{X_1+...+X_k}$, where $(X_k,k\ge 1)$ and $(\xi_y,y\in\mathbb Z)$ are two independent sequences of i.i.d. random variables. We assume here that their distributions belong to the normal domain of attraction of stable laws with index $\alpha\in (0,2]$ and $\beta\in (0,2]$ respectively. These processes were first studied by H. Kesten and F. Spitzer, who proved the convergence in distribution when $\alpha\neq 1$ and as $n\to \infty$, of $n^{-\delta}Z_n$, for some suitable $\delta>0$ depending on $\alpha$ and $\beta$. Here we are interested in the convergence, as $n\to \infty$, of $n^\delta{\mathbb P}(Z_n=\lfloor n^{\delta} x\rfloor)$, when $x\in \RR$ is fixed. We also consider the case of random walks on randomly oriented lattices for which we obtain similar results.

Approximations hybrides de processus de Markov à sauts multi-échelles : applications aux modèles de réseaux de gènes en biologie moléculaire

Alina Crudu

L'objectif principal de cette thèse a été de développer des nouveaux outils mathématiques pour l'étude des phénomènes stochastiques en biologique moléculaire. Les modèles mathématiques pour la dynamique stochastique des réseaux de réactions biochimiques sont basés sur les processus de Markov à sauts. On propose des approximations hybrides pour les processus de Markov à sauts multi-échelles. En utilisant comme argument heuristique un développement limité du générateur du processus à sauts (procédé connu en chimie et en physique sous le nom de développement de Kramers-Moyal) nous identifions plusieurs types d'asymptotiques hybrides : processus déterministes par morceaux et diffusions hybrides. Le développement de Kramers-Moyal permet d'obtenir de manière systématique des modèles hybrides, qui sont simulés par la suite avec des algorithmes adaptés. Les approximations déterministes par morceaux sont étudiées avec des méthodes mathématiques rigoureuses. On montre la convergence faible du processus de Markov à sauts vers deux types de processus déterministes par morceaux : avec et sans sauts dans les variables continues. Les approximations hybrides peuvent être simplifiées davantage en utilisant des méthodes de moyennisation. On propose aussi quelques résultats dans cette direction.

Étude de l'influence du polymorphisme de gènes de réparation de l'ADN par excision de nucléotides sur l'activité des agents anticancéreux

François Moisan

Mon sujet de thèse repose sur une observation initiale réalisée sur le panel de 60 lignées cellulaires tumorales humaines du National Cancer Institute (NCI) et concerne des polymorphismes de gènes impliqués dans la réponse aux agents anticancéreux, les gènes ERCC2 et ERCC5 ( à l'origine des protéines XPD et XPG) qui interviennent dans la réparation de l'ADN par le mécanisme du Nucléotide Excicion Repair (NER). Nous avons identifié une association entres ces polymorphismes et la cytotoxicité in vitro d'agents anticancéreux, en particulier celle des taxanes. A partir de ce travail initial, nos recherches se sont établies dans deux directions : (1) une approche clinique visant à chercher un lien significatif entre ces deux polymorphismes et la sensibilité aux taxanes chez des patients traités par chimiothérapie; (2) une approche biochimique visant à comprendre les mécanismes moléculaires expliquant l'association entre ces deux polymorphismes et la sensibilité cellulaire aux taxanes. Ce travail a permis de montrer que le niveau d'expression de ERCC2 modifié par le polymorphisme du codon 751, ainsi que la variation protéique entrainée par le polymorphisme du codon 1104 de ERCC5, étaient impliqués dans la régulation du cycle cellulaire par modification de l'activité CDK1. La réponse au paclitaxel se trouve ainsi modifiée du fait de ce mécanisme. A défaut d'être définitifs, nos résultats de l'étude clinique sont encourageants et montrent une tendance à une probabilité de réponse plus élevée chez les patientes de génotype ERCC2 homozygote variant et chez les patientes de génotype ERCC5 homozygote sauvage ou hétéroygote lorsque la chimiothérapie contient un taxane, le docetaxel.

Interaction entre des mutants hrp d'Erwinia amylovora, agent du feu bactérien, le parent pathogène et la plante hôte : recherche de mécanismes modulant la compatibilité

Sophie Cesbron

Le feu bactérien des Maloideae est provoqué par Erwinia amylovora, gamma-protéobactérie dont le pouvoir pathogène repose un système de sécrétion de type trois (T3SS). Des travaux antérieurs ont révélés que des mutants hrp de régulation de ce système (hrpL, hrpS), avirulents, sont capables de protéger la plante d'une infection par la souche sauvage. Nous avons d'abord voulu savoir si la protection est due à une induction de défenses chez la plante. L'étude de l'expression de gènes de défense dépendants des voies de l'acide salicylique, de l'acide jasmonique, de l'éthylène et des phénylpropanoïdes montre qu'aucune de ces voies n'est particulièrement induite par les mutants de régulation. Puis après avoir écarté l'hypothèse d'un effet direct des mutants sur la souche sauvage, nous avons recherché des différences au niveau protéique et surtout transcriptomique entre ces bactéries par des démarches avec et sans a priori (gènes-cibles vs cDNAAFLP). Les résultats montrent que HrpS et HrpL sont capables de réguler différentiellement d'autres gènes que les gènes hrp : HrpL régule négativement les gènes flagellaires, le chimiotactisme et un gène du GSP, et positivement un gène du T1SS et une OMP ; HrpS régule négativement le quorum sensing et positivement un gène potentiellement impliqué dans la synthèse de l'éthylène. Nous avons particulièrement approfondi le système flagellaire d'E. amylovora. Une analyse bioinformatique a révélé que cette bactérie possède deux systèmes flagellaires, secrétant deux flagellines distinctes (32 vs 50 KDa). La flagelline de 32 KDa, réprimée par HrpL, ne joue pas de rôle majeur dans la protection et ne possède pas l'épitope flg22 impliqué dans l'immunité des plantes. Si notre travail n'élucide pas complètement l'origine de la protection conférée par les mutants de régulation, il apporte des informations nouvelles sur E. amylovora et sur la régulation de certains de ses gènes au cours de l'interaction avec son hôte.

Burn-induced oxidative stress is altered by a low zinc status: kinetic study in burned rats fed a low zinc diet.

Richard Claeyssen et al.

As an initial subdeficient status of zinc, considered as an essential antioxidant trace element, is frequent in burned patients, we aim to assess the effects of low zinc dietary intakes on burn-induced oxidative stress, in an animal model. After 8 weeks of conditioning diets containing 80 ppm (control group) or 10 ppm of zinc (depleted group), Wistar rats were 20% TBSA burned and sampled 1-10 days after injury. Kinetic evolutions of zinc status, plasma oxidative stress parameters, and antioxidant enzymes were also studied in blood and organs. The zinc-depleted diet induced, before injury, a significant decrease in zinc bone level and the increase of oxidative stress markers without stimulation of antioxidant enzyme activity. After burn, more markedly in zinc depleted animals than in controls, zinc levels decreased in plasma and bone, while increasing in liver. The decrease of thiol groups and GSH/GSSG ratio and the depression of GPx activity in liver are also moderately emphasized. Nevertheless, depleted zinc status could not be considered as determining for oxidative damages after burn injury. Further investigations must also be done to enlighten the mechanism of beneficial effects of zinc supplementation reported in burned patients.

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