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Dynamique spatio-temporelle des populations d'un prédateur introduit sur une île sub-antarctique : l'exemple du chat (Felis silvestris catus) sur la Grande Terre de l'archipel des KerguelenSantin-Janin, Hugues 20 December 2010 (has links) (PDF)
Les écosystèmes sub-Antarctiques sont particulièrement vulnérables aux perturbations environnementales et notamment aux invasions biologiques. L'introduction du Chat (Felis silvestris catus) sur la Grande Terre de l'archipel des Kerguelen a eu des effets désastreux sur les communautés d'oiseaux marins. Ce prédateur doit sa survie dans cet environnement à la présence d'une proie introduite, le Lapin (Oryctolagus cuniculus), qui constitue sa ressource principale pendant l'hiver lorsque les oiseaux marins sont repartis en mer. L'éradication du chat n'apparaît pas être une solution réaliste compte tenu de la taille de l'île (6675 km2) et son inaccessibilité. De plus elle serait susceptible de conduire à des résultats non souhaités comme par exemple une explosion démographique des populations de lapins. La mise en place d'une politique de gestion adaptée nécessite d'améliorer notre connaissance des facteurs qui conditionnent la dynamique spatio-temporelle des populations de chats. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à identi_er les mécanismes des interactions entre le chat, le lapin et la végétation, car elles sont attendues conditionner celles existantes entre le chat et les oiseaux marins. J'ai analysé la dynamique spatio-temporelle de quatre populations de chats sur la Grande Terre et j'ai en particulier recherché si des conditions environnementales spatialement corrélées (effet Moran) pouvaient, en se propageant dans la chaine alimentaire, synchroniser les variations temporelles d'abondance des populations de chats. Enfin, j'ai étudié l'impact des variations spatio-temporelles d'abondance des populations de chats sur les variations spatio-temporelles de la structure génétique des populations de chats.
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Importance des interactions multi-trophiques dans les agrosystèmes pour la mise au point d'une lutte biologique contre une espèce invasive / Importance of multi-trophic interactions in agro-ecosystems for the development of biological control programs against an invasive speciesChailleux, Anaïs 13 June 2013 (has links)
Les interactions multi-trophiques jouent un rôle clé dans la structuration des agrosystèmes et régissent la dynamique des populations qui les composent. L’objectif de cette thèse fut (i) d’étudier la perturbation des interactions liée à une espèce invasive (Tuta absoluta) dans les cultures de tomates européennes, (ii) de rechercher de nouveaux auxiliaires autochtones, puis (iii) d’évaluer l’efficacité de ces auxiliaires lorsqu’ils sont intégrés dans l’agrosystème. Nous avons montré que de nouvelles interactions sont apparues suite à l’invasion, notamment la compétition apparente entre les aleurodes et T. absoluta en présence du prédateur généraliste et omnivore M. pygmaeus. Dans un second temps, nous avons recherché de nouveaux auxiliaires, en se focalisant d’abord sur les trichogrammes, Trichogramma achaeae étant déjà commercialisé contre T. absoluta en France. Les expérimentations de laboratoire et de terrain n’ont pas permis de mettre en évidence un trichogramme plus intéressant que celui déjà commercialisé. De plus, nous avons observé une prédation intra-guilde de M. pygmaeus sur les trichogrammes juvéniles i.e. œufs parasités, et nous avons montré que T. absoluta n’était pas un hôte approprié pour ces parasitoïdes. Les trichogrammes ne s’installant pas sur la culture, les études concernant les parasitoïdes oophages se sont arrêtées là et nous nous sommes intéressés aux parasitoïdes larvaires. La biologie de deux parasitoïdes larvaires a été étudiée et a souligné l’intérêt de Stenomesius japonicus (Eulophidae) en tant que potentiel agent de lutte biologique contre T. absoluta. Malgré les interactions négatives subies par le parasitoïde, des expérimentations sous serre en conditions réalistes ont montré que le prédateur et le parasitoïde larvaire pouvaient coexister pendant plusieurs mois. Cela a été montré y compris en présence d’une proie alternative pour le prédateur omnivore. / Multi-trophic interactions play a key role in structuring agro-ecosystems and regulating arthropod population dynamics. The objective of the PhD was (i) to study the possible disruptions of biotic interactions owing to the recent invasion by T. absoluta in European tomato crops, (ii) to identify local natural enemies attacking T. absoluta, (iii) to evaluate their effectiveness against T. absoluta when integrated into the agro-ecosystem. We showed that new interactions occurred after the arrival of T. absoluta, mainly apparent competition between whiteflies and T. absoluta, in presence of the omnivorous and generalist predator M. pygmaeus. We recorded possible new biocontrol agents and focused first on Trichogramma parasitoids, as Trichogramma achaeae was promptly commercialized against T. absoluta in France. Laboratory and field experiments failed to detect promising Trichogramma strains. In addition, intraguild predation of M. pygmaeus on parasitoid juveniles i.e. parasitized eggs, was observed and we demonstrated that T. absoluta was not a suitable host for Trichogramma parasitoids. Therefore, further studies switched on parasitoids of larval stages of T. absoluta. We demonstrated the importance of Stenomesius japonicus (Eulophidae) as a possible biological control agent against T. absoluta. The parasitoid was able to reproduce on T. absoluta over several generations under laboratory and greenhouse conditions. Despite negative interactions between the predator and the larval parasitoid, further greenhouse experiments demonstrated that two competitors can coexist for several months. Moreover, the presence of an alternative prey for the omnivorous predator (whitefly) in the agro-ecosystem did not prompt larval parasitoid exclusion, and the parasitoid remained in the crop even in the presence of other prey for the predator.
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Voyage au coeur de la prédation entre vendeurs et acheteurs une nouvelle théorie en vente et marketingMesly, Olivier January 2010 (has links)
There is an inherent tension between a seller and a buyer as their relationship progresses towards closing the deal.The salesperson fears that the buyer wastes his time, which he could otherwise spend towards real potential buyers.The buyer questions the sincerity of the salesperson. Both evaluate the amount of trust and cooperation they should invest in the relationship. It is possible, after all, that the salesperson wants to take advantage of every weakness he detects in the buyer in order to guarantee the sale, and it is equally possible that the buyer tries to fool the salesperson, with false credit information for example. This thesis examines tensions that exist between salespeople and buyers by using an extended version of grounded theory, by which date is collected and analysed both qualitatively and quantitatively. It demonstrates that perceived predation reduces considerably the quality of the relationship.The thesis suggests that the phenomenon of predation exists in every sphere of human activity, including in the legal system.The PARDU Model ( pr edator-pr ey) initially developed to discuss the phenomenon of predation evolves, as the research progresses, towards the OPERA Model and the MESLYª grid, which offer pratical tools to better manage informational predation.
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Voyage au coeur de la prédation entre vendeurs et acheteurs : une nouvelle théorie en vente et marketingMesly, Olivier January 2010 (has links)
Résumé : II existe une tension inhérente au sein de la relation en cours de développement entre un vendeur et un acheteur. Le vendeur craint que l'acheteur lui fasse perdre son temps et l'acheteur, lui, doute de l'honnêteté du vendeur. Tous deux s'interrogent sur le niveau de confiance et de coopération à accorder à l'autre. Il est possible, après tout, que le vendeur soit à l'affût de la moindre faiblesse de l'acheteur pour profiter de la situation et s'enrichir à ses dépens, ou, vice-versa, que l'acheteur cherche à profiter du vendeur. La présente thèse examine les tensions entre vendeurs et acheteurs en ayant recours à la théorie enracinée élargie, qui comprend une série de boucles investigatrices formées de revues des écrits scientifiques et de cueillettes de données qualitatives et quantitatives. Elle cherche à démontrer que la prédation perçue (l'impression que l'autre abuse de nous de manière coordonnée) affecte négativement la bonne entente entre les parties prenantes de la transaction. La thèse suggère aussi que le phénomène de prédation existe dans toutes les sphères d'activités humaines, y compris dans le domaine juridique. Le modèle PARDU (prédateur-proie) initialement développé pour discuter du phénomène de prédation débouche, au fil de la recherche, sur le modèle OPERA et la grille MESLY®, qui offrent des applications pratiques pour mieux gérer la prédation informationnelle.||Abstract : There is an inherent tension between a seller and a buyer as their relationship progresses towards closing the deal. The salesperson fears that the buyer wastes his time, which he could otherwise spend towards real potential buyers. The buyer questions the sincerity of the salesperson. Both evaluate the amount of trust and coopération they should invest in the relationship. It is possible, after ail, that the salesperson wants to take advantage of every weakness he detects in the buyer in order to guarantee the sale, and it is equally possible that the buyer tries to fool the salesperson, with false credit information for example. This thesis examines tensions that exist between salespeople and buyers by using an extended version of grounded theory, by which date is collected and analysed both qualitatively and quantitatively. It demonstrates that perceived prédation reduces considerably the quality of the relationship. The thesis suggests that the phenomenon of prédation exists in every sphere of human activity, including in the légal system. The PARDU Model (predator-prey) initially developed to discuss the phenomenon of predation evolves, as the research progresses, towards the OPERA Model and the MESLY® grid, which offer pratical tools to better manage informational predation.
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Analyse mathématique et simulations d'un modèle prédateur-proie en milieu insulaire hétérogèneGaucel, Sébastien 08 December 2005 (has links) (PDF)
L'objet de cette thèse est la construction, l'étude mathématique et numérique de modèles déterministes pour des systèmes Proie-Prédateur en milieu insulaire hétérogène. Il s'agit d'évaluer les effets de l'introduction d'espèces invasives, prédateurs et compétiteurs, sur une population de proies natives. La première partie présente l'étude de modèles faiblement structurés, bas´es sur des systèmes d'E.D.O. singuliers, le dénominateur d'un des termes de réaction pouvant s'annuler. L'analyse mathématique permet d'isoler des conditions d'extinction en temps fini ou de persistance. Dans ce second cas, le comportement en temps long dépend d'hypothèses supplémentaires. Une étude similaire est menée dans le cadre d'une population de proies natives structurée en 2 classes d'âge : juvéniles et adultes. Dans la seconde partie, on étend les modèles précédents au cadre avec structuration en espace, pour prendre en compte les hétérogénéités spatiales du milieu. On obtient des systèmes d'E.D.P. du type Réaction-Diffusion singuliers. Une analyse approfondie donne des critères d'existence globale en temps et d'existence sur un intervalle de temps fini des solutions. Parallèlement, nous mettons en place une méthode numérique du type splitting d'opérateurs dans un but double : valider les modèles spatiaux et étudier des processus d'invasion. Les simulations numériques permettent d'établir le rôle fondamental des proies introduites dans le succès de l'invasion par les prédateurs de colonies isolées de proies natives. Enfin, la structuration discrète en âge pour les proies natives permet d'exhiber des dynamiques oscillatoires.
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Dynamique spatio-temporelle et identification des diffusions non linéairesAli, Naamat 11 July 2013 (has links) (PDF)
Cette thèse est consacrée à l'étude des systèmes d'équations différentielles ordinaires, et ceux aux dérivées partielles paraboliques issus de modèles de dynamique des populations et de la biologie. L'objectif principal est de faire l'analyse mathématique, la simulation numérique ainsi que l'identification des diffusions croisées dans les modèles construits. Nous présentons d'abord un système de réaction-diffusion modélisant la croissance de plantes en compétition spatiale dans un milieu saturé. Nous effectuons par la suite l'étude théorique et numérique de tels systèmes, ainsi que l'étude des problèmes d'identification des termes de diffusions croisées. Ensuite, nous proposons un modèle proie-prédateur de type Leslie-Gower modifié avec une fonction de réponse de type Crowley-Martin. Nous étudions dans un premier temps la dynamique temporelle globale du modèle considéré, et nous présentons des simulations numériques pour illustrer les résultats théoriques. En outre, nous introduisons la dimension spatiale dans le modèle dynamique considéré, et nous effectuons une analyse théorique complète de la dynamique spatio-temporelle du modèle.
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Les prix bas en droit économique / Low prices in economic analysis of lawLormières, Laetitia 18 December 2010 (has links)
Les prix bas suscitent de nombreux débats en droit économique. Bien que l'opportunité de leur régulation ne semble guère sujette à caution, la liberté de pratiquer une concurrence par les prix est indissociable de la liberté de commerce. Les prix bas apparaissent donc licites par principe. L'interdiction de la revente à perte fait alors figure d'exception en obligeant le législateur à déterminer un prix minimal. Lier cette prohibition au principe de non discrimination a longtemps présenté l'indéniable avantage de contourner une si flagrante difficulté. Cela a toutefois régulièrement mis le législateur au défi de concilier l'effectivité de la sanction avec la possibilité d'une réelle négociation des conditions de vente du fournisseur. La négociabilité retrouvée le place plus que jamais au défi de concilier cette effectivité avec la liberté contractuelle : puisque tout est déductible, tout doit être aisément justifiable et contrôlable. / Low prices have caused much controversy. Although the need of regulation is actually not an issue in economic analysis of law, the freedom to practise competition based on prices is linked to the freedom of trade. Consequently, low prices appear to be lawful as a rule. Prohibiting to resell at a loss is quite exceptional since it requires from the law-maker to fix a minimum price. Linking the prohibition to the principle of non-discrimination has allowed to get round such a problem for a long time. Nevertheless, it regularly challenged the law-maker to associate the effectiveness of the penalty with the possibility for the retailers to really negociate the suppliers' sales conditions. Removing the principle of non-discrimination challenges the law-maker to link the effectiveness of the penalty with the freedom of contracts, since everything is deductible, everything must be easily justified and controlled.
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Dynamique spatio-temporelle des populations d'un prédateur introduit sur une île sub-antarctique : l'exemple du chat (Felis silvestris catus) sur la Grande Terre de l'archipel des Kerguelen / Spatio-temporal dynamics of an introduced predator on a sub-antartic island : toward the example of the feral cat (Felis silvestric catus) on the grand Terre Island of the Kerguelen ArchipelagoSantin-Janin, Hugues 20 December 2010 (has links)
Les écosystèmes sub-Antarctiques sont particulièrement vulnérables aux perturbations environnementales et notamment aux invasions biologiques. L'introduction du Chat (Felis silvestris catus) sur la Grande Terre de l'archipel des Kerguelen a eu des effets désastreux sur les communautés d'oiseaux marins. Ce prédateur doit sa survie dans cet environnement à la présence d'une proie introduite, le Lapin (Oryctolagus cuniculus), qui constitue sa ressource principale pendant l'hiver lorsque les oiseaux marins sont repartis en mer. L'éradication du chat n'apparaît pas être une solution réaliste compte tenu de la taille de l'île (6675 km2) et son inaccessibilité. De plus elle serait susceptible de conduire à des résultats non souhaités comme par exemple une explosion démographique des populations de lapins. La mise en place d'une politique de gestion adaptée nécessite d'améliorer notre connaissance des facteurs qui conditionnent la dynamique spatio-temporelle des populations de chats. Au cours de cette thèse, j'ai cherché à identi_er les mécanismes des interactions entre le chat, le lapin et la végétation, car elles sont attendues conditionner celles existantes entre le chat et les oiseaux marins. J'ai analysé la dynamique spatio-temporelle de quatre populations de chats sur la Grande Terre et j'ai en particulier recherché si des conditions environnementales spatialement corrélées (effet Moran) pouvaient, en se propageant dans la chaine alimentaire, synchroniser les variations temporelles d'abondance des populations de chats. Enfin, j'ai étudié l'impact des variations spatio-temporelles d'abondance des populations de chats sur les variations spatio-temporelles de la structure génétique des populations de chats. / Sub-Antarctic ecosystems are particularly vulnerable to environmental perturbations including biological invasions. The introduction of the feral cat (Felis silvestris catus) on the Grande TerreIsland of the Kerguelen archipelago has lead to detrimental effects on seabird's communities. Cat survival in this environment is possible because of the presence of the introduced rabbit (Oryctolagus cuniculus), which constitute the main prey of the cat during winter when most seabirds are offshore. Cat eradication is not a realistic solution given the size and inaccessibility of the island (6675 km2). Moreover it can lead to unwanted results such as the demographic explosion of rabbit populations. The design of appropriate management policy needs to improve our understanding of the factors that influence the spatio-temporal dynamics of cat populations. In this thesis, I explored the mechanisms of cat-rabbit-vegetation interactions, as they are expected to determine interactions existing between cats and seabirds. I analyzed the spatio-temporal dynamics of four cat populations on Grande Terre Island and I especially sought whether environmental conditions spatially correlated (Moran effect) could synchronize cat through their effect on the trophic web pathways. Finally, I studied the impact of spatio-temporal
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Influence of predator and food chemical cues in the behaviour of the house mouse (Mus musculus) / Influence des signaux chimiques des prédateurs et la nourriture sur le comportement de la souris domestique (Mus musculus)Grau Paricio, Carlos 11 January 2019 (has links)
Les rongeurs commensaux sont responsables de grands dommages en agriculture et dans les zones urbaines. En tant qu’espèces invasives, elles peuvent mettre en danger les espèces locales et sont porteurs et vecteurs de plusieurs zoonoses importantes. Les méthodes de contrôle sont basées principalement sur l’utilisation des warfarines, lesquelles produisent un grand nombre d’intoxications sur des espèces non ciblées et ont perdu une partie de leur efficacité à cause des résistances génétiques constatées chez les espèces cibles. De plus, ces méthodes sont considérées comme inhumaines parce qu’elles causent une mort lente et douloureuse par hémorragies. L’olfaction est une source principale d’évaluation des risques présents dans l’environnement pour les rongeurs, avec la perception des signaux chimiques des prédateurs ou signaux de toxicité des plants/nourriture. Cette perception olfactive peut être utilisé pour modifier l’utilisation de l’espace des rongeurs. L’objectif de cette thèse était l’identification des réponses comportementales aux messages chimiques importants (par exemple les signaux chimiques émis par les plantes et les prédateurs) dans l’écologie de la souris domestique (Mus musculus), avec l’utilisation de souches de laboratoire comme modèle des animaux sauvages. Nos résultats ont montré que la souris a évité de façon significative les signaux chimiques complexes du furet et un signal chimique ubiquitaire des plantes, lié à la maturation et la pourriture des aliments (l’éthanol). La protéine du chat Fel d 1, laquelle fait partie de la famille des sécrotoglobines et est un allergène majeur du chat, n’a pas modifié le comportement d’exploration de la souris ou son comportement de recherche et de consommation de nourriture. Le composant chimique des fèces de renard, le TMT a induit un évitement clair et des réponses de stress comme cela a été rapporté dans la littérature. De plus, j’ai fait une revue de la littérature pour évaluer et discuter les méthodes de contrôle des rongeurs d’un point de vue éthique, revue qui a démontré que les méthodes actuelles peuvent être considérés inhumaines et ne correspondent pas aux attentes actuelles de la société et aux standards sur le bien-être dans d’autres domaines comme les élevages de production ou les animaux de laboratoire. Ces résultats ouvrent des nouvelles voies de recherche afin d’identifier les composants chimiques du furet et des plantes liés au comportement d’évitement des rongeurs, les prochaines étapes utilisant des animaux sauvages à la fois en laboratoire et sur le terrain. / Rodent commensal species produce great damage in agriculture and urban areas. As invasive species they can endanger local species and are carriers and vectors of several important zoonoses. Control methods rely mainly on the use of warfarins, which can be inadvertently be taken up by untargeted species. Warfarins have also lost their efficacy in rodents due to the development of genetic resistance. In addition, these methods are considered inhumane as they cause a slow and painful death due to haemorrhages. Olfaction is a main source for environmental risk assessment by rodents, and it can be used to modify their use of space. My aim in this thesis was to identify behavioural reactions of the house mouse (Mus musculus), using laboratory strains as models of wild animals, to ecologically meaningful chemical messages, including predator and plant chemical olfactory cues. My results showed that mice avoided complex ferret olfactory cues and ethanol which is a ubiquitous chemical related to fruit rotting and ripening. The feline protein Fel d 1, which belongs to the secretoglobin family and is a major cat allergen in humans, did not elicit significant avoidance or alter foraging behaviour in mice. However, Trimethylthiazoline purified from fox faeces, elicited clear avoidance behaviour and stress responses. I carried out a bibliographic review to evaluate and discuss rodent pest control methods from an ethical standpoint. This literature showed that many of the current methods of pest control are considered inhumane, and do not tally with current society concerns and welfare standards in other domains such as farms or laboratory animals. These results raise new research questions to identify ferret and plant chemical compounds that can induce rodent avoidance, and to carry out next stage of research with wild animals both under laboratory and field conditions.
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Functional analysis of artificial DNA reaction network / Analyse fonctionnelle du réseau de réaction ADN artificielBaccouche, Alexandre 18 December 2015 (has links)
La gestion et transmission d’information au sein d’organismes vivants implique la production et le trafic de molécules via des voies de signalisation sutructurées en réseaux de réactions chimiques. Ces derniers varient selon leur forme, taille ainsi que la nature des molécules mises en jeu. Parmi eux, les réseaux de régulation génétiques nous ont servi de modèle pour le développement et la mise en place d’un système de programmation moléculaire in vitro. En effet, l’expression d’un gène est majoritairement dominé par des facteurs de transcription, autres protéines ou acides nucléiques, eux-mêmes exprimés par d’autres gènes. L’ensemble forme l’interactome de la cellule, carte globale des interactions entre gènes et sous-produits, où la fonction du réseau est relié à sa topologie. L’observation des noeuds et sous-architectures dénote trois mécanismes récurrents : premièrement, la nature des interactions est de type activation ou inhibition, ce qui implique que tout comportement non trivial est obtenu par une combinaison de noeuds plutôt que le développement de nouvelles interactions. Ensuite, la longévité du réseau est assurée par la stabilité chimique de l’ADN couplée à la chimiosélectivié des réactions enzymatiques. Enfin, l’aspect dynamique est maintenu par le constant anabolisme/catabolisme des intermédiaires et donc l’utilisation de combustible/énergie. C’est suivant ces observations que nous avons développé un ensemble de trois réactions enzymatiques élémentaires : la «PEN-DNA toolbox». L’architecture du réseau, à savoir les connections entre les noeuds est médiée par la séquence de brins d’ADN synthétiques (appelés matrice), et trois enzymes (polymérase, nickase, et exonucléase) assurent la catalyse des réactions chimiques. La production et dégradation des intermédiaires consomme des désoxyribonucléotides triphosphates et rejette des désoxyribonucléotides monophosphate, dissipant ainsi le potentiel chimique. Les réactions sont suivies grâce au greffage d’un fluorophore sur le brin matriciel et au «nucleobase quenching» qui intervient lorsqu’une base d’un intermédiaire se rapproche du fluorophore après hybdridation sur le brin matriciel. L’activation correspond alors à la synthèse d’un brin output en réponse à un brin input, alors que l’inhibition survient lorsqu’un brin output s’hybride sur un brin matriciel, empêchant ainsi à l’input correspondant de s’y fixer. Oscillations, bistabilité et mémoire sont des exemples de comportements implémentés en PEN-DNA toolbox, faisant appel à des architectures de plus en plus complexes. Pour cela, un réglage fin des concentrations en effecteurs (ADN et enzymes) est nécessaire, ce qui sous-tend l’existence de plusieurs comportements pour un même circuit, dépendant des conditions paramétriques. L’établissement d’une carte de chaque combinaison de paramètres avec le comportement global associé permettrait de comprendre le fonctionnement du réseau dans son ensemble, et donnerait accès à tous les comportements disponibles. Dans le cas d’un système dynamique non linéaire, une telle carte est un diagramme de bifurcation du système. Pour explorer de manière exhaustive les possibilités d’un réseau dans un cadre expérimental raisonable, nous avons développé une plateforme microfluidique capable de générer des goutelettes d’eau dans l’huile à partir de quatres canaux aqueux différents. Ce dispositif nous donne accès, grâce à un contrôle fin des contributions de chaque canal aqueux, à des goutelettes monodisperses (volume de l’ordre du picolitre) dont le contenu est différent pour chaque goutelette. Nous avons adapté notre dispositif aux contraintes matérielles (design microfluidique, génération de goutelettes à contenu différents et controllés, observation et stabilité à long terme) et techniques (tracabilité des goutelettes et stabilité/compatibilité chimique). (...) / Information processing within and in between living organisms involves the production and exchange of molecules through signaling pathways organized in chemical reactions networks. They are various by their shape, size, and by the nature of the molecules embroiled. Among them, gene regulatory networks were our inspiration to develop and implement a new framework for in-vitro molecular programming. Indeed, the expression of a gene is mostly controlled by transcription factors or regulatory proteins and/or nucleic acids that are themselves triggered by other genes. The whole assembly draws a web of cross-interacting genes and their subproducts, in which the well controlled topology relates to a precise function. With a closer look at the links between nodes in such architectures, we identify three key points in the inner operating system. First, the interactions either activate or inhibit the production of the later node, meaning that non trivial behaviors are obtained by a combination of nodes rather than a specific new interaction. Second, the chemical stability of DNA, together with the precise reactivity of enzymes ensures the longevity of the network. Finally, the dynamics are sustained by the constant anabolism/catabolism of the effectors, and the subsequent use of fuel/energy. All together, these observations led us to develop an original set of 3 elementary enzymatic reactions: the PEN-DNA toolbox. The architecture of the assembly, i.e. the connectivity between nodes relies on the sequence of synthetic DNA strands (called DNA templates), and 3 enzymes (a polymerase, a nickase and an exonuclease) are taking care of catalysis. The production and degradation of intermediates consume deoxyribonucleoside triphosphates (dNTP) and produce deoxynucleotide monophosphates leading to the dissipation of chemical potential. Reactions are monitored thanks to a backbone modification of a template with a fluorophore and the nucleobase quenching effect consecutive to an input strand binding the template. The activation mechanism is then the production of an output following the triggering of an input strand, and the inhibition comes from the production of an output strand that binds the activator-producing sequence. Various behaviors such as oscillation, bistability, or switchable memory have been implemented, requiring more and more complex topologies. For that, each circuit requires a fine tuning in the amount of chemical parameters, such as templates and enzymes. This underlies the fact that a given network may lead to different demeanors depending on the set of parameters. Mapping the output of each combination in the parameter space to find out the panel of behaviors leads to the bifurcation diagram of the system. In order to explore exhaustively the possibilities of one circuit with a reasonable experimental cost, we developped a microfluidic tool generating picoliter-sized water-in-oil droplets with different contents. We overcame the technical challenges in hardware (microfluidic design, droplet generation and long-term observation) and wetware (tracability of the droplet and emulsion compatibility/stability). So far, bifurcation diagrams were calculated from mathematical models based on the enzymes kinetics and the thermodynamic properties of each reaction. The model was then fitted with experimental data taken in distant points in the parameter space. Here, millions of droplets are created, and each one encloses a given amount of parameters, becoming one point in the diagram. The parameter coordinates are barcoded in the droplet, and the output fluorescence signal is recorded by time lapse microscopy. We first applied this technique to a well-known network, and obtained the first experimental two-dimensional bifurcation diagram of the bistable system. The diagram enlightens features that were not described by the previous mathematical model. (...)
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