Préface Introduction NANOBIOTECHNOLOGIES ET NANOBIOLOGIE PARTIE I : LES NANO-OBJETS BIOLOGIQUES

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1 TABLE DES MATIÈRES Remerciements Préface Introduction NANOBIOTECHNOLOGIES ET NANOBIOLOGIE PARTIE I : LES NANO-OBJETS BIOLOGIQUES Chapitre 1 RÉGULATION STRUCTURALE ET FONCTIONNELLE DE L'ADN : GÉOMÉTRIE-TOPOLOGIE-MÉTHYLATION Introduction Géométrie de la double hélice d'adn La conformation Z de l'adn Le surenroulement de l'adn La méthylation de l'adn Conclusion Bibliographie Chapitre 2 ASSEMBLAGES PROTÉO-LIPIDIQUES ET NANOSTRUCTURES BIOMIMÉTIQUES Introduction : la membrane biologique Lipides membranaires : structures et propriétés Modèles membranaires et méthodes de caractérisation Assemblages protéo-lipidiques Exemples d'applications des membranes biomimétiques en nanobiotechnologies Bibliographie Chapitre 3 COMPLEXES SUPRAMOLÉCULAIRES D'ADN Introduction Les différentes étapes du transfert de gènes Les assemblages polymoléculaires en ADN : préparation, caractérisation et propriétés Les assemblages monomoléculaires en ADN (nanoplexes d'adn) : préparation, caractérisation et propriétés 5 Conclusions et perspectives... Bibliographie

2 TABLE DES MATIÈRES 9 Chapitre 4 NANOPARTICULES MINÉRALES FONCTIONNALISÉES À DES FINS D'APPLICATIONS BIOMÉDICALES Synthèse et modification chimique de surface des nanoparticules minérales Applications au marquage biologique in vitro et sur l'animal Applications in vivo Conclusions Bibliographie Chapitre 5 NANOMACHINES DU VIVANT Introduction Force et mouvement par assemblage dirigé des filaments d'active Les moteurs moléculaires : myosines et kinésines L'ATP synthase, le plus petit moteur moléculaire rotatif actuellement connu En guise de conclusion Bibliographie Chapitre 6 SÉLECTION D'APTAMÈRES PAR ÉVOLUTION DARWINIENNE Quelques aspects théoriques de l'évolution moléculaire Caractéristiques structurales des acides nucléiques Présentation du SELEX Applications Conclusion Bibliographie PARTIE II : LES MÉTHODES D'ÉTUDE DES NANOBIOTECHNOLOGIES Chapitre 7 LES OUTILS OPTIQUES Introduction aux microscopies de fluorescence Les marqueurs Systèmes de détection in vivo Systèmes de détection in vitro Autres systèmes de détection Analyse de la dynamique des interactions moléculaires Bibliographie Chapitre 8 NANOFORCE ET IMAGERIE Imagerie cellulaire et moléculaire en AFM Machine à forces entre surfaces et micromanipulations Microscopie de force en mode contact et mode oscillant La technique des pinces optiques Les pinces magnétiques Bibliographie

3 10 TABLE DES MATIÈRES Chapitre 9 LES MÉTHODES DE SURFACE Les biocapteurs basés sur la résonance plasmonique de surface : l'interprétation des données Ellipsométrie Spectroscopie optique par guide d'ondes Spectroscopies vibrationnelles Microscopie à l'angle de Brewster La microbalance à cristal de quartz avec mesure de la dissipation Réflectométrie de rayons X et de neutrons en incidence rasante Bibliographie Chapitre 10 SPECTROMÉTRIE DE MASSE Spectrométrie de masse : principe et définitions Sources d'ionisation des biomolécules Analyseurs Couplage séparation en phase liquide spectrométrie de masse Quel appareil de spectrométrie de masse coupler aux techniques séparatives? ESI ou MALDI? Nanotechnologies pour l'interface MS Bibliographie Chapitre 11 DYNAMIQUE ET CARACTÉRISATION ÉLECTRIQUE DU TRANSPORT Canaux ioniques et patch-clamp Ampérométrie Transport de macromolécules à travers des nanopores naturels et artificiels. Détection électrique Techniques électrophorétiques Bibliographie Chapitre 12 LA MICROFLUIDIQUE : CONCEPTS ET APPLICATIONS EN SCIENCES DE LA VIE Introduction Physique des écoulements microfluidiques Fabrication, matériaux, fonctions Exemples d'applications Conclusion Bibliographie Chapitre 13 TRAITEMENT DE L'INFORMATION Nanobiotechnologies et systèmes d'information Représentation de l'information Corriger les capteurs et améliorer l'information Extraire l'information Analyser l'information Bibliographie

4 TABLE DES MATIÈRES 11 Chapitre 14 LA DYNAMIQUE MOLÉCULAIRE. OBSERVER LA MATIÈRE EN MOUVEMENT Introduction Les principes fondamentaux de la dynamique moléculaire La fonction énergie potentielle Intégration des équations du mouvement Traitement rigoureux des interactions électrostatiques Quelques propriétés accessibles à partir des simulations Dynamique moléculaire et parallélisme Conclusion Bibliographie PARTIE III : LES APPLICATIONS DES NANOBIOTECHNOLOGIES Chapitre 15 LA PCR EN TEMPS RÉEL Présentation de la PCR en temps réel Mise au point d'une expérience de PCR quantitative en temps réel Exemples d'applications de la PCR en temps réel Bibliographie Chapitre 16 LES BIOCAPTEURS : DE L'ÉLECTRODE À GLUCOSE AUX BIOPUCES Les bioréeepteurs Les méthodes d'immobilisation Les biocapteurs à détection électrochimique Les biocapteurs à transduction massique Les thermistances à enzyme Les biocapteurs à fibre optique Les biopuces Conclusion Bibliographie Chapitre 17 LES PUCES À ADN Introduction Puces à ADN : analyse du transcriptome Puces à ADN : au-delà du transcriptome Bibliographie Chapitre 18 LES PUCES À PROTÉINES Rappels sur les protéines Réalisation de puces à protéines sur des supports plans Autres formats de puces à protéines Applications des puces à protéines Conclusion Bibliographie

5 12 TABLE DES MATIÈRES Chapitre 19 LES BIOPUCES À CELLULES Puces pour l'analyse et le traitement de cellules vivantes Puces patch-clamp Bibliographie Chapitre 20 LABORATOIRES SUR PUCE Le concept général Les fonctions implantées Les aspects technologiques Conclusion Bibliographie Chapitre 21 MULTICOUCHES DE POLYÉLECTROLYTES Le concept Films à croissance linéaire et films à croissance exponentielle Fonetionnalisation biologique des films Particules creuses réalisées avec des multicouches Vers des architectures plus complexes Perspectives Bibliographie Chapitre 22 BIOINTÉGRATION DES MATÉRIAUX Le concept d'ingénierie tissulaire et cellulaire Modifications de surfaces des matériaux Exemples d'applications de la biointégration de biomatériaux Évaluation in vivo des produits de l'ingénierie tissulaire Moyens d'exploration associés à l'ingénierie tissulaire Bibliographie Chapitre 23 LES VECTEURS VIRAUX POUR LE TRANSFERT DE GÈNES IN VIVO Introduction Principaux types de vecteurs viraux Applications biomédicales de la plate-forme virale Régulation et visualisation de l'expression du transgène Perspectives Bibliographie Chapitre 24 APPLICATIONS DES VECTEURS NANOPARTICULAIRES DANS LE DOMAINE PHARMACEUTIQUE Introduction à la vectorisation intérêt dans le domaine pharmaceutique Les vecteurs nanoparticulaires Évolution des vecteurs destinés à des applications pharmaceutiques Applications des vecteurs

6 TABLE DES MATIÈRES 13 5 Conclusion Bibliographie Chapitre 25 VERS DES NANOPARTICULES ACTIVABLES POUR LE TRAITEMENT DU CANCER : L'EXEMPLE DE NANOBIOTIX Introduction Concept des nanotherapeutics Différentes familles de nanoparticules Mécanisme d'action des nanotherapeutics Synthèse de nanomag Avantages des différentes familles de nanotherapeutics Résultats (nanomag) Conclusion Bibliographie Chapitre 26 LES ENJEUX ÉCONOMIQUES, SOCIAUX ET MÉDICAUX DES NANOBIOTECHNOLOGIES Des applications actuelles aux applications futures Des acteurs aux clusters Du financement à l'exploitation industrielle et commerciale Du risque à la précaution En guise de conclusion : vers la nanomédecine Bibliographie Index