Résultats de recherche

La recherche du département de physique est aujourd’hui tournée vers l’étude des matériaux inertes ou vivants, de diverses formes de rayonnement, et de leurs interactions. La Département de physique se décline en 4 thématiques de recherche porteuses et originales. 

Le Département de physique se structure en entités en charge de son organisation, de l’enseignement et de la recherche.

Sujet de thèse Use of BioID within mitochondria: examples with the study of human mitochondrial co-translational import process and with the identification of MPV17 function Résumé This thesis was divided in two different parts dedicated to the study of a mitochondrial process and of a mitochondrial protein using a proximity labelling assay called BioID.            The first project was dedicated to the study of a poorly characterized process, the mitochondrial co-translational import. In this process, translation is coupled to the translocation of the mitochondrial proteins, alleviating the energy cost typically associated with the post-translational import relying on chaperone systems. However, the mechanisms are still unclear with only few actors identified but none that have been described in mammals yet. We thus profiled endogenously the TOM20 proxisome using BioID. Despite the enrichment of RNA binding proteins in the TOM20 proxisome, we could not demonstrate a role for a selected candidate, LARP4, in the mitochondrial co-translational import process. Nonetheless, additional uses of this BioID cell line were highlighted such as the monitoring of protein entry inside mitochondria and a potential application in the prediction of mitochondrial protein half-life.The second project was dedicated to the study of MPV17, a protein of the inner mitochondrial membrane whose gene is associated with mitochondrial DNA depletion syndrome. However, the exact molecular function of the protein is still unclear. The approach used in this project was to identify the interacting partners of MPV17, using BioID, to get additional clues about the protein function. In this project we demonstrated an interaction of MPV17 with the MICOS complex but the KO of MPV17 didn’t impact mitochondria ultrastructure. However, the depletion of MPV17 protein led to increased mitochondria-derived vesicles formation. Therefore, we investigated a potential degradation of the mtDNA as the cause of the mtDNA depletion observed in MPV17 KO cells but, despite a higher mitophagy level in KO cells, the blockade of the lysosomal activity didn’t prevent the depletion. Additional in silico analyses suggested a channel activity of MPV17 further supported by its direct interaction with the Cyclophilin D, a protein of the mitochondrial permeability transition pore. Interestingly, MPV17 KO cells also display higher level of mitochondrial calcium which would be related to the degradation of the mtDNA since the blockade of mitochondrial calcium entry prevents the depletion. We thus propose a role of MPV17 as a potential new member of the mitochondrial permeability transition pore whereas in the absence of the protein, the build-up of calcium inside the mitochondria would lead to the observed mtDNA degradation. Jury Prof. Benoît MUYLKENS (UNamur), présidentProf. Patsy RENARD (UNamur), promotrice et secrétaireProf. Thierry ARNOULD (UNamur), co-promoteurProf. Dr. David PLA-MARTIN (Heinrich Heine University Düsseldorf, Germany)Dr Timothy WAI (Institut Pasteur de Paris, France)Prof. Guy LENAERS (Université d’Angers, France)Prof. Sven EYCKERMAN (Universiteit Gent)

Résumé : Impact de la voie UPR sur l’établissement du phénotype sénescent induit par les UVB Le vieillissement cutané, influencé par une combinaison de facteurs intrinsèques et extrinsèques, entraine des dommages capables d'altérer les fonctions cutanées. Parmi les facteurs extrinsèques, les rayonnements ultraviolets (UV) sont responsables du photo-vieillissement de la peau. Ces éléments conduisent notamment à une accumulation de cellules sénescentes capables de contribuer au développement de pathologies liées à l’âge, telles que les cancers cutanés. En effet, la sénescence s’accompagne de profonds changements morphologiques et moléculaires au sein de la cellule. Cela inclut notamment une modification de son sécrétome, qui s'enrichit en cytokines pro-inflammatoires, en facteurs de croissance et en enzymes remodelant la matrice extracellulaire, altérants les caractéristiques des tissus lors du vieillissement. Néanmoins, les mécanismes précis qui aboutissent au phénotype sénescent induit par les UVB restent largement inconnus.            Dans ce contexte, l’objectif principal de ce travail a été d'identifier des mécanismes moléculaires sous-jacents à l’établissement de la sénescence induite par les UVB dans des fibroblastes de derme humains normaux (NHDFs), mécanismes qui pourraient contribuer au vieillissement cutané.  In vitro, nous avons confirmé que des expositions répétées aux UVB induisent la sénescence prématurée des NHDFs et que cet état est associé à l’activation des trois branches de la voie UPR (Unfolded Protein Response) responsables du maintien de l’homéostasie du réticulum endoplasmique (RE), le premier compartiment de sécrétion. Ces observations ont été supportées par une analyse transcriptomique, révélant des éléments de régulation liés aux grandes voies de sénescence et aux fonctions du RE dans les NHDFs exposés aux UVB.    Par la suite, nous avons montré que la branche ATF6α joue un rôle central dans la survenue des biomarqueurs du phénotype sénescent induit par les UVB. En effet, l’invalidation d’ATF6α protège non seulement des changements morphologiques induits par les UVB, mais réduit le pourcentage de cellules positives pour la SA-βgalactosidase (SA-βgal), prévient la persistance des dommages à l'ADN, et modifie l'expression de facteurs majeurs du phénotype sécrétoire associé à la sénescence (SASP).    Le SASP exerçant entre autres une action pro-tumorale, nous avons cherché à évaluer si le milieu conditionné (MC) des fibroblastes exposés aux UVB et invalidé pour ATF6α pouvait impacter le potentiel de migration et d'invasion de cellules issues de mélanomes. Cependant, nous n'avons pas observé d’effets pro-migratoires ou pro-invasifs dépendants d’ATF6α.Afin de mettre en évidence un potentiel rôle d’ATF6α dans un autre processus biologique, nous avons exploité nos analyses transcriptomiques et sécrétomiques et avons identifié un possible effet d’ATF6α sur le contrôle paracrine de l’environnement cutané. Pour explorer cela, nous nous sommes concentrés sur les facteurs du SASP (cytokines et métalloprotéases) régulés par ATF6α et dont l’impact sur l’environnement tissulaire était connu. Ensuite, nous avons traité un modèle d'épiderme humain reconstruit (RHE) avec du MC issu de NHDFs exposés aux UVB ou non, et invalidés ou non pour ATF6α. Etonnement, nous avons observés que le MC des NHDFs exposés aux UVB augmente l’épaisseur du RHE ainsi que la prolifération des kératinocytes basaux, via un mécanisme dépendant d’ATF6α. Enfin, nous avons identifié l'IL8 comme un facteur paracrine majeur impliqué dans ce processus, puisque le blocage d’IL-8 par des anticorps neutralisants prévient la prolifération excessive des kératinocytes.            En conclusion, nous rapportons le rôle d’ATF6α dans la sénescence induite par les UVB ainsi que son impact sur la préservation de l'homéostasie cutanée en condition de stress notamment par la régulation de l’expression des composants du SASP. Cela suggère qu'ATF6α et ses effecteurs pourrait être des cibles prometteuses contrôlant les effets du vieillissement cutané.Abstract: Impact of the UPR pathway on the establishment of the senescent phenotype induced by UVBSkin aging, influenced by a combination of intrinsic and extrinsic factors, can result in damage that has the potential to alter skin functions. Among extrinsic factors, ultraviolet (UV) radiation is responsible for skin photoaging. These factors notably contribute to the accumulation of senescent cells which in turn can contribute to the development of age-related pathologies, including skin cancers. Indeed, senescence is characterized by profound morphological and molecular changes within the cell. This includes a modification of its secretome, which becomes enriched in pro-inflammatory cytokines, growth factors, and matrix-remodeling enzymes, altering tissue characteristics during aging. However, the exact mechanisms driving the senescent phenotype induced by UVB remain largely unknown.          In this context, the main objective of this work was to identify the underlying molecular mechanisms responsible for the establishment of UVB-induced senescence in normal human dermal fibroblasts (NHDFs), mechanisms that may play a role in skin aging.   In vitro, we confirmed that repeated exposures to UVB induce premature senescence of NHDFs and that this state is associated with the activation of the three branches of the Unfolded Protein Response (UPR), which are responsible for maintaining endoplasmic reticulum (ER) homeostasis, the primary cellular secretion compartment. These observations were supported by transcriptomic analysis, revealing regulatory elements related to major senescence pathways and ER functions in UVB-exposed NHDFs. Subsequently, we demonstrated that the ATF6α branch plays a central role in the development of the UVB-induced senescent phenotype. Indeed, the silencing of ATF6α not only protects against morphological changes induced by UVB, but also reduces the percentage of senescence-associated β-galactosidase (SA-βgal) positive cells, prevents the persistence of DNA damage, and alters the expression of major factors associated with the senescence-associated secretory phenotype (SASP).The SASP, exerting a pro-tumoral action, led us to assess whether the conditioned medium (CM) from UVB-exposed fibroblasts invalidated for ATF6α could impact the migration and invasion potential of melanoma cells. However, we did not observe any ATF6α-dependent pro-migratory or pro-invasive effects.  To highlight a potential role of ATF6α in another biological process, we further analyzed our transcriptomic and secretomic analyses and identified a possible effect of ATF6α on the paracrine control of the skin environment. To explore this, we focused on SASP factors (cytokines and metalloproteinases) regulated by ATF6α and whose impact on tissue environment was known. Subsequently, we treated a reconstructed human epidermis (RHE) model with CM from NHDFs exposed or not to UVB and invalidated or not for ATF6α. Surprisingly, we observed that the CM from UVB-exposed NHDFs increased the thickness of the RHE as well as the proliferation of basal keratinocytes, via an ATF6α-dependent mechanism. Finally, we identified IL8 as a major paracrine factor involved in this process, as blocking IL-8 with neutralizing antibodies prevented excessive proliferation of keratinocytes.  In conclusion, we report the role of ATF6α in UVB-induced senescence and its impact on the preservation of skin homeostasis under stress conditions, particularly through the regulation of the expression of SASP components. This suggests that ATF6α and its effectors could be promising targets for controlling the effects of skin aging. Jury Prof. Yves POUMAY (Département de Médecine, UNamur), présidentProf. Florence CHAINIAUX (Département de Biologie, UNamur), promotrice et secrétaireProf. Olivier PLUQUET (Canther, Université de Lille), co-promoteurProf. Isabelle PETROPULOS (Adaptation Biologique et Vieillissement, Sorbonne Université)Prof. Jérôme LAMARTINE (Laboratoire de Biologie Tissulaire et d’Ingénierie thérapeutique, Université Claude Bernard Lyon 1)Prof. Fabienne FOUFELLE (Maladies métaboliques, diabète et comorbidités, Sorbonne Université)

Thèse de doctorat en sciences biologiques Résumé Nanotechnology is one of the most important fields of innovation in the 21st century. Engineered nanoparticles are used in a wide range of products and industries such as cosmetics, electronics, food packaging, textiles, and even medicine. However, the rapid development of these new materials comes with the challenge of accurately assessing the risks they may pose to human health and the environment. Once released into aquatic ecosystems, nanoparticles are expected to interact with other co-occurring pollutants, including other nanoparticles. However, the effects resulting from exposure to mixtures of nanomaterials on aquatic organisms are rarely known.In this context, the present thesis aimed to assess the effects of exposure to two of the most widely used nanoparticles, zinc oxide (ZnO) and titanium dioxide (TiO2), separately and in a mixture, using a model fish species, the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Different approaches were developed to achieve this goal. First, an in vitro model was used to highlight the differences in behavior and toxicity between the individual nanoparticles and their mixture. Rainbow trout were then exposed to environmentally realistic concentrations of the two nanoparticles individually and their mixture. In the first place, the gill's innate immunity and its associated microbiota were studied as they represent the first line of defense of the organism's immune systems, but also because gills represent one of the routes of entrance for nanoparticles in the organism. A stress-on-stress approach was also employed. The trout were challenged with a pathogenic bacterium following the exposure to the nanomaterials to assess their effect on the immunocompetence of the fish.Through this multifaceted approach, this thesis helped provide new insights into the behavior of nanoparticle mixtures and their potential for toxicity. Our findings show that exposure to nanoparticles, usually regarded as having low toxicity potential such as TiO2, may induce toxicological effects when interacting with other nanoparticles. Jury Prof. Frédéric SILVESTRE (UNamur), présidentProf. Patrick KESTEMONT (UNamur), promoteur et secrétaireDr Valérie CORNET (UNamur)Prof. Joachim STURVE (University of Gothenburg)Prof. Catherine MOUNEYRAC (Université Catholique de l’Ouest)Prof. Mutien-Marie GARIGLIANI (Université de Liège)

La matinée sera marquée par une conférence de Julien Berthaud, spécialiste de l’intégration sociale des étudiants, qui partagera ses apports sur comment cette intégration devient un véritable vecteur de réussite.Ensuite, les communications scientifiques et les partages d’expériences enrichiront nos connaissances et susciteront des débats constructifs. Le déjeuner sera l’occasion de découvrir les projets innovants des étudiants, mis en lumière dans une exposition inspirante.L’après-midi promet d’être tout aussi stimulante avec une table ronde modérée par Sabine Henry, où experts échangeront sur le service learning, l’entrepreneuriat éducatif et la spiritualité. Ce dialogue dynamique sera suivi d’une activité de clôture: la fresque de l’engagement, un brainstorming collectif qui posera les bases d’un jeu éducatif innovant.Rejoignez-nous pour cette journée d’échanges et de réflexion, et contribuez à façonner le futur de l’éducation où l’engagement des étudiants et la vivacité des connaissances seront les pierres angulaires d’un nouveau paradigme éducatif.

Jury Prof. Benoît CHAMPAGNE (UNamur), présidentProf. Carmela APRILE (UNamur), secrétaireProf. Eric GAIGNEAUX (UCLouvain)Prof. Sonia FIORILLI (Politecnico di Torino)Prof. Wouter MARCHAL (UHasselt) Abstract Heterogeneous acid catalysts became over the years essential to our modern industrial world. Among the possible forms of solid materials with acidic properties, porous silica-based structures embedding active single-sites showed highly promising catalytic activity for various reactions. The insertion of heteroelements inside the SiO2 network is known to introduce a combination of Brønsted and Lewis acid sites which depends on the nature of the element and influences the catalytic properties of the solid. The present thesis investigates the link between the Brønsted/Lewis acid balance introduced by different elements (Al, Ga, In, Ti, Zr, Hf) inserted or finely dispersed in/onto the structure of extra-small silica nanospheres and the catalytic performances of the solids for two distinct biomass derivatives valorization reactions (i.e. conversion of glycerol to solketal and of ethyl levulinate to γ-valerolactone).The optimizations of the syntheses were particularly focusing on the insertion of the element inside the SiO2 matrix to maximize the number of acid sites. In-depth characterizations were conducted on the different substituted nanospheres to probe their morphological, structural, and textural features. A special attention was dedicated to the characterization of the surface acidity. These results were put into perspective with the catalytic performances of the materials. At the end of the investigations, we were able to explain the difference in terms of catalytic activity between the different studied solids and identify the optimal acid properties for the targeted reactions. The stability and recyclability of the best working solids were also assessed, an acute tuning of reaction conditions enabled to reach significatively high conversions, and their performances were tested in challenging conditions (i.e. close to crude feedstock).The knowledge unveiled through these investigations will give precious insight to design new silica-based catalysts with the appropriate acidity for a wide variety of acid-catalyzed reactions.

Rejoignez-nous lors de cette journée scientifique organisée en l'honneur du Professeur Yves Poumay, afin de célébrer sa remarquable carrière de chercheur dans le domaine de la biologie et physiopathologie cutanée. Au programme: des conférences scientifiques données par des orateurs invités, des communications orales et des posters présentés par des jeunes chercheurs, une rétrospective de la carrière d’Yves Poumay, des discours et, pour clôturer en beauté, un drink festif suivi d’un walking dinner.Un appel à abstract est ouvert ! Les jeunes chercheurs actifs dans le domaine de la recherche cutanée sont invités à soumettre un abstract pour une courte communication orale ou la présentation d'un poster.  Plus d'infos sur la page web sur le site de l'Institut NARILIS (voir ci-dessous). Conférenciers invités •    Laure DUMOUTIER, UCLouvain, Institut de Duve•    Gilles LEMAITRE, Université d'Evry/Paris Saclay, Laboratoire de Génomique et Radiobiologie de la Kératinopoïèse•    Bernard MIGNON, Université de Liège, Unité de Recherche de la Faculté de Médecine vétérinaire (FARAH)•    Abdallah MOUND, Université Hassan II de Casablanca, Faculté de Médecine et de Pharmacie•    Arjen NIKKELS, Université de Liège, CHU du Sart Tilman, Service de dermatologie•    Michel SIMON, Université de Toulouse, Institut toulousain des maladies infectieuses et inflammatoires (INFINITY)Nos sponsorsLabconsult | Technigen | MLS | CliniSciences Le comité organisateur Charles Nicaise, Catherine Lambert de Rouvroit, Emilie Faway, Bastien Tirtiaux, Eléa Denil et Valérie De Glas En savoir plus

Identité(s) actuelle(s) Le Congrès des Sciences permet à quelque 300 professeurs d’actualiser leurs connaissances et de garder leur enseignement en prise directe avec la réalité scientifique d’aujourd’hui.Cette année, l'ULB accueillera le congrès qui se centrera autour du thème passionnant : « Identité(s) actuelle(s) ». C’est une occasion unique pour les enseignants de sciences et de géographie de la Fédération Wallonie-Bruxelles de se rencontrer, d’échanger et de s’inspirer.Ne manquez pas cette chance de rester à la pointe de l’éducation scientifique et de réseauter avec vos pairs. Vous pourrez entre autre, participer à des activités proposées par des chercheurs de l'Université de Namur et le CEFOSCIM (Centre de Formation Continuée en Sciences et Mathématique). Infos et programme

Programme 8:50 | Welcome, registration, and poster setup9:20 | Welcome speechFirst morning session 9:30 | Vladimir N. Uversky - University of South Florida, USA - "Dancing protein clouds: strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins" 10:15 | Marie Skepö - Lunds Universitet, Sweden - "Structural and conformation properties of IDPs: computer simulations in combination with experiments"       11:00 | Coffee breakSecond morning session11:30 | Peter Tompa - Vrije Universiteit Brussel, Belgium - "Fuzzy interactions of IDPs driving biomolecular condensation"12:15 | Sonia Longhi - Aix-Marseille Université, France - "Intrinsic disorder, phase transitions, and fibril formation by the Henipavirus V and W proteins"   13:00 | Lunch and poster sessionAfternoon session14:30 | Sigrid Milles - Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie, Germany - "Intrinsically disordered proteins in endocytosis: an NMR and single molecule fluorescence perspective"     15:15 | Jean-François Collet - Université Catholique de Louvain, Belgium - "How disorder controls the transport of lipoproteins in the cell envelope of Gram-negative bacteria"    16:00 | Closing speech16:10 | Networking Beer Time at "Le Chapitre"VenueUniversity of Namur, auditorium Pedro Arrupe (PA02), rue de Bruxelles, 65-67 - 5000 Namur (#21 on the campus map) Download the programme (PDF) Download the campus map Registration guidelines Registration feeStudents (PhD students included): 25 €Seniors: 40 €Payment - Bank transferPayable before 6 December on the account:Name: Université de Namur – ASBLIBAN: BE10 2500 0740 2704BIC: GEBABEBB Please mention your name/CPO4136330 /e-mail in the payment communication. Abstract guidelines Send us your abstract before 6 December by email: pdid.meeting@unamur.be Format: Word document, maximum 1 page A4, Times New Roman  Registration All deadlines (registration, payment, abstracts) : 6 December 2024

JuryProf. Francesca CECCHET (UNamur), présidenteProf. Luc HENRARD (UNamur), promoteur et secrétaireProf. Gian-Marco RIGNANESE (UCLouvain), co-promoteur Prof. Vincent LIEGEOIS (UNamur)Prof. Xavier GONZE (UCLouvain) Prof. Humbert BERNARD (Université de Nantes)AbstractSensing technologies are critical across scientific, industrial, and medical domains, enabling the detection and analysis of various (bio)chemicals. Vibrational spectroscopies, such as Raman spectroscopy and infrared absorption spectroscopy, offer powerful and non-destructive means to characterize these molecular structures and their interactions. However, their application is often limited by inherently small cross-sections, curbing the analysis of low concentration. Surface-enhanced vibrational spectroscopies (SEVS), including surface-enhanced Raman scattering (SERS) and surface-enhanced infrared absorption (SEIRA), address these limitations by using electromagnetic field enhancements associated with localized surface plasmon resonances (LSPR) in nanostructured metal substrates. The resonant coupling between plasmons and molecular vibrations significantly enhances spectroscopic signals, facilitating trace molecule detection and real-time chemical reaction monitoring.Despite experimental success, the theoretical understanding of SEVS remains incomplete, presenting a challenge in simulating plasmonic responses and molecular vibrational modes within a unified framework. This thesis aims to bridge this gap using a combination of Discrete Dipole Approximation (DDA) and Self-Consistent Field Hartree-Fock (SCF-HF) methods, focusing on SEIRA to complement existing SERS studies.Our work begins with isolated gold particles analysed via DDA, benchmarked against Mie theory. We then explore coupled disk systems, revealing hot spots and polarization-dependent extinction cross-sections. The study of nanorods with infrared plasmonic resonances demonstrates that the observed SEIRA effect is driven by the strong coupling between plasmon excitations and molecular vibrations, rather than by the local field response of molecules. This insight shifts the focus towards designing plasmonic systems sensitive to environmental changes rather than merely enhancing the local field.RésuméLes technologies de détection sont cruciales dans les domaines scientifique, industriel et médical, permettant la détection et l'analyse de divers produits chimiques. Les spectroscopies vibrationnelles, telles que la spectroscopie Raman et l'absorption infrarouge, offrent des moyens puissants de caractériser les structures et les interactions moléculaires. Cependant, leur application est souvent limitée par des sections efficaces intrinsèquement petites, en particulier pour les molécules à faible concentration ou dans des environnements complexes. Les spectroscopies vibrationnelles exaltées en surface (SEVS), incluant la spectroscopie Raman exaltée en surface (SERS) et l'absorption infrarouge exaltée en surface (SEIRA), répondent à ces limitations en utilisant les renforcements du champ électromagnétique associés aux résonances plasmoniques de surface localisées (LSPR) dans les substrats métalliques nanostructurés. Le couplage résonant entre les plasmons et les vibrations moléculaires améliore considérablement les signaux spectroscopiques, facilitant la détection de molécules à l'état de trace et la surveillance en temps réel des réactions chimiques.Malgré leur nombreuse preuve expérimentale, la compréhension théorique des SEVS reste incomplète, posant un défi pour la simulation des réponses plasmoniques et des modes vibratoires moléculaires dans un cadre unifié. Cette thèse vise à combler cette lacune en utilisant une combinaison de l'Approximation des Dipôles Discrets (DDA) et de la méthode deHartree-Fock (SCF-HF), en se concentrant sur le SEIRA pour compléter les études existantes sur le SERS.Notre travail commence par l'analyse de particules d'or isolées via DDA, comparées à la théorie de Mie. Nous explorons ensuite des systèmes de disques couplés, révélant des hot spots et des sections efficaces d'extinction dépendant de la polarisation. L'étude de nanorods avec des résonances plasmoniques infrarouges démontre que l'effet SEIRA observé est dû à un fort couplage entre les excitations plasmoniques et les vibrations moléculaires, plutôt qu'à la réponse au champ local des molécules. Cette découverte suggère d’orienter la conception de systèmes plasmoniques vers une sensibilité aux changements environnementaux plutôt que vers le simple renforcement du champ local. 

Conférence de Chimie donnée par le Dr. Thomas Boltje de l'Université de Radboud de Nimègue.Bienvenue à tous.