Etude de l'évolution du potentiel génétique de populations bactériennes dégradant l'atrazine

Atrazine, one of the most used herbicide to control the development of weeds in crop, has led to the contamination of the environment. Repeated exposure to this herbicide resulted in the emergence of microbial populations able to degrade atrazine and to use it as a nitrogen source for its growth. These microbial populations are responsible for accelerated biodegradation of atrazine (BDA), a key ecosystemic service diminishing the persistence of this herbicide in the environment. The aim of this PhD work was to study genetic and physiological mechanisms responsible for functioning and improving of this ecosystemic service. We applied an experimental approach starting from genes to communities degrading atrazine in order to identify processes of adaptation involved in the evolution of accelerated biodegradation function.The first part of the PhD aimed at evaluating the importance of accumulation of single mutations in the atzA gene for the activity of AtzA transforming atrazine to hydroxyatrazine. Sequencing or atzA genes amplified from different atrazine-degrading isolates (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps and differents Chelatobacter heintzii) showed that atzA sequence was conserved. However, four non synonymous mutations were identified (1 for Pseudomonas sp. ADP Ps and 3 for Chelatobacter heintzii). Modeling of AtzA structure showed that three mutations were located in important regions (active site, interaction with atrazine and with the metal Fe2+). [...] The second part aimed at studying the plasticity of the atrazine-degrading pathway in two opposed conditions: (i) one aiming at evaluating the persistence of degrading capability in absence of selection pressure and (ii) a second one aiming at evaluating the evolution of degrading capability under high selection pressure exerted by atrazine. With these aims, experimental evolutions were carried out with Pseudomonas sp. ADP. (i) We showed that cyanuric acid exposure led to the selection of a newly-evolved population characterized by increased growing ability on culture medium containing this substance as nitrogen source. This population is characterized by the deletion of a 47 kb region containing atzABC genes from ADP1. We showed that increased fitness of newly-evolved population was due to the selective loss of the genetic burden represented by the 47 kb region, the cyanuric acid degrading ability remaining unchanged. (ii) Atrazine exposure led to the selection of population characterized by the insertion of ADP1 plasmid in the bacterial chromosome. [...] The third part aimed at developing a tool allowing monitoring the evolution of atrazine-degrading genetic potential at the scale of a synthetic microbial community. To do so four degrading strains among which, one was isolated in this study, were chosen. [...] Altogether, these results showed that the atrazine accelerated biodegradation function is highly versatile and under constant evolution. Furthermore, they highlight that the exposure to atrazine is the key parameter driving the evolution of degrading populationL'atrazine, un des herbicides les plus utilisés pour contrôler le développement des plantes adventices dans les cultures, a conduit à la contamination de l'environnement. L'exposition chronique à cet herbicide a conduit à l'émergence de populations microbiennes du sol capables de dégrader l'atrazine et de l'utiliser comme une source d'azote pour leur croissance. Ces populations microbiennes sont responsables de la biodégradation accélérée (BDA) de l'atrazine, un service écosystémique contribuant à diminuer la persistance de cet herbicidedans l'environnement. L'objectif de ce travail était d'étudier les mécanismes génétiques et physiologiques responsables du fonctionnement et de l'amélioration de ce service écosystémique. Nous avons appliqué une démarche expérimentale allant des gènes codant la dégradation à des communautés microbiennes afin d'identifier les processus adaptatifs impliqués dans l'évolution de la fonction de BDA de l'atrazine.Le premier volet a consisté à évaluer l'importance de mutations accumulées dans le gène atzA dans la transformation de l'atrazine en hydroxyatrazine catalysée par AtzA. Le séquençage de gènes atzA de différents isolats bactériens dégradant l'atrazine (Pseudomonas sp. ADP WT, Pseudomonas sp. ADP Ps et différents Chelatobacter heintzii) a montré que la séquence du gène atzA était très conservée. Toutefois quatre mutations non silencieuses ont pu être identifiées (1 chez Pseudomonas sp. ADP MSE et 3 chez Chelatobacterheintzii). La modélisation de la structure de la protéine AtzA a permis de montrer que trois des mutations étaient situées dans des régions importantes (site actif, poche de liaison avec l'atrazine et liaison avec le métalFe2+. [...] Le second volet a consisté à étudier la plasticité de la voie de biodégradation de l'atrazine dans deux conditions opposées : (i) la première visait à évaluer la persistance de la capacité de dégradation en absence de pression de sélection et (ii) la seconde visait à évaluer l'évolution de la capacité de dégradation en présence d'une pression de sélection élevée. Pour conduire ces études, des manipulations d'évolution expérimentale sur Pseudomonas sp. ADP ont été menées. (i) L'exposition à l'acide cyanurique, intermédiaire métabolique de l'atrazine, a conduit à la sélection d'une population nouvellement évoluée capable de croître plus rapidement dans un milieu de culture ne contenant que l'acide cyanurique comme source d'azote. Cette population est caractérisée par une délétion d'une région de 47 kb du plasmide ADP1 contenant les gènes atzABC. Les analyses conduites ont permis de conclure que le gain de compétitivité de la population évoluée résidait dans la perte du fardeau génétique représenté par la région de 47 kb, la capacité de dégradation de l'acide cyanurique restant inchangée. (ii) L'exposition à l'atrazine a conduit à la sélection d'une populationnouvellement évoluée caractérisée par l'insertion du plasmide ADP1 en quasi-totalité sur le chromosome bactérien. [...] Le troisième volet a consisté à développer un outil permettant d'évaluer, à l'échelle d'une communauté microbienne synthétique, l'évolution du potentiel génétique dégradant. Pour ce faire quatre souches dégradantes dont une, Arthrobacter sp. TES6, isolée au cours de cette étude, ont été choisies. [...] Ces travaux montrent que la fonction de biodégradation accélérée de l'atrazine est très versatile et qu'elle est en constante évolution. Il met en évidence que le principal facteur pilotant cette évolution est le niveau d'exposition des populations dégradantes au pesticide

Modélisation et estimation par filtrage non linéaire de l'attitude d'un projectile à partir de magnétomètres

Le problème posé dans le cadre de cette thèse est de déterminer en temps réel l'attitude d'un engin par rapport au sol, en utilisant les données provenant de capteurs qui mesurent les projections du champ magnétique terrestre, selon 3 directions liées à l'engin. Dans une première partie, il a été nécessaire de mettre en place une modélisation complète de l'attitude de l'engin. Celle-ci s'est effectuée d'après les équations de la mécanique qui ont été approximées à partir de connaissances a priori sur le comportement. Cette première partie a abouti à l'obtention d'un modèle relativement simple et précis, permettant la réalisation de filtres temps réel.Dans une seconde partie, nous avons mis en place des algorithmes de filtrage non linéaires, permettant d'extraire l'attitude de l'engin. Cette estimation se déroule en deux temps, de part la conception du modèle. Tout d'abord il est nécessaire de déterminer la position et la vitesse du projectile de manière plus ou moins précise. Puis l'estimation de l'attitude autour du vecteur vitesse peut s'effectuer. La modélisation et les algorithmes de filtrage ont été testés en simulation, à partir de l'évolution réelle de l'attitude de l'engin. Les résultats montrent que l'on peut estimer une attitude de l'ordre du milliradian.L'originalité de ce travail réside dans la modélisation à la fois simple et complète d'un engin volant et dans le fait que c'est la première fois que les équations complètes de la balistique sont mises en place dans un filtre. De plus, les filtres aboutissent à une combinaison entre filtre de Kalman étendu et filtre utilisant la propagation de particules.The problem is the real time estimation of a projectile attitude, based on measures of the earth magnetic field given by a three-axis magnetometer sensor embedded on the projectile.In the first part, a complete modelling of the projectile attitude was developed. It was based on mechanical equations of ballistic. All equations were used and approximated, according to a priori knowledge of the projectile evolution. This first part concludes on an accurate and simple model, computable in real time. The second part was about non linear filtering to extract attitude information from magnetometer sensors. According to the model conception, the attitude estimation is done in two steps : a first rough estimation gives the position and the orientation of the velocity vector of the projectile. Then, attitude can be estimated from theses data and from sensor measures. The models and the algorithms have been tested on simulation, using real data of the projectile attitude evolution. The results show that milliradian attitude can be estimated with non-linear equations and approximations, with good accuracy.The originality of this work is due to the simple but complete modelling of the projectile attitude. It's the first time that the ballistic equation is used in a real time filter. The studied algorithms merge an extended Kalman filter and a filter using particles propagation.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF

Sédation consciente par administration de Midazolam en odontologie

TOULOUSE3-BU Santé-Centrale (315552105) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Évaluation des traitements parodontaux à long terme

Ce travail est une analyse bibliographique évaluant l'efficacité à long terme des thérapeutiques parodontales des années 1970 à nos jours. Les critères d'évaluation sont : profondeur de poche, niveau d'attache clinique, d'indice de plaque et de saignement, analyse microbiologique et enfin nombre de dents perdues. Des solutions thérapeutiques seront proposées en fonction des situations cliniques données.NANTES-BU Médecine pharmacie (441092101) / SudocNANTES-Bib.Odontologie (441092219) / SudocSudocFranceF

A Gyroless Algorithm with Multi-Hypothesis Initialization for Projectile Navigation

Projectiles are subjected to a high acceleration shock at launch (20,000 g and higher) and can spin very fast. Thus, the components of onboard navigation units must therefore withstand such constraints in addition to being inexpensive. This makes only a few inertial sensors suitable for projectiles navigation. Particularly, rate gyroscopes which are gun-hardened and have an appropriate operating range are not widely available. On the other hand, magneto-resistive sensors are inexpensive and can satisfy both gun-hardening and operating range requirements, making them an alternative for angular estimation in guided projectiles. This paper presents a gyroless navigation algorithm for projectiles. The lack of gyroscope is handled by the usage of attitude kinematics computed over past attitude estimates of the filter, coupled with a measurement model based on magnetometer and GPS observations of the attitude. The observability of the attitude when considering non-calibrated magnetometers and its dependency on the initialization is addressed. Then, to cope with the initialization dependency of the filter, we proposed a multi-hypothesis initialization algorithm. In terms of performance, the algorithm is shown to provide a high-rate navigation solution with an interesting performance

Attitude estimation for artillery shells using magnetometers and frequency detection of accelerometers

International audienceThe article proposes a method to estimate the attitude of artillery shell in free flight. It uses strapdown accelerometers and magnetometers, and circumvents the intrinsic inability of accelerometers to provide direction information during free flight by employing them not to measure the gravity but to estimate the velocity w.r.t. the air. This is achieved in an innovative way, through frequency detection applied to the pitch and yaw rotational dynamics generated by aerodynamic moments, directly visible on the accelerometers' signals. The determination of the shell's velocity without any ground-based position radar is a first contribution. The velocity variation gives information regarding the shell's orientation that complements the direction given by the 3-axis magnetometer. The two sources of information are combined into an attitude estimate by a specific nonlinear observer. Experimental results obtained with a gyrostabilized supersonic 155 mm shell are presented