Journée scientifique ROMEO 2019 - 6 Juin :

Programme et inscription

Pour une version numérique de l'affiche : https://romeo.univ-reims.fr/userfiles/image/afficheR2019.png

 

Programme :

Programme en cours de finalisation et susceptible d'évoluer. Horaires indicatifs. Les présentations (sauf une) auront lieu en Français.

 

Programme Détaillé:

 

Tomographie Optique Diffuse et calcul haute performance avec Singularity

Dr. Guillaume Dollé (LMR)

La tomographie optique diffuse (TOD) est une technique d'imagerie exploratoire basée sur de la lumière infrarouge. L'objectif est de reconstruire des cartes des propriétés optiques des tissus biologiques avec pour enjeu d'être capable de générer des images 2D/3D pertinentes à des fins de diagnostics précliniques. Les difficultés se situent à plusieurs niveaux, puisque d'un point de vue mathématique, nous devons considérer un problème inverse qui est naturellement mal posé. D'autre part, résoudre numériquement notre modèle représente un coût de calcul important, en particulier dans le cas du modèle temporel. Dans ce dernier cas de figure, nous développons un code éléments finis, MPI parallèle, basé sur un langage DSEL nommé FEEL++. Durant cette présentation, j'essaierai de vous dévoiler les différents aspects de la TOD et comment des technologies de type conteneur (singularity) permettent de faciliter l'accès au calcul haute performance sur des supercalculateurs tels que ROMEO.

 

 

The lipid matrix of the plasma membrane: a new target for anti-cancer drugs?

Pr. Timothée Rive (Université de Franche-Comté)

If the structure and major properties of the cell membranes are considered to be known since
the introduction of the fluid-mosaic model, there are still many open questions concerning
membrane composition, permeability and mechanical properties. The asymmetry in the lipid
composition between the monolayers of the plasma membrane is now recognized as an important
factor of membrane functioning. The composition of the membrane leaflets is highly uneven and is
actively maintained by a group of proteins – the flippases and floppases. This results in an
extracellular leaflet composed mostly of phosphatidylcholine (PC) and SM and a cytoplasmic
leaflet enriched in phosphatidylserine (PS) and phosphatidylethanolamine (PE). The transversal
distribution of cholesterol is still subject to debates. However, the influence of cholesterol on the
membrane properties, and especially on the membrane rigidity is now well-established.
On top of this compositional complexity, curvature is a key feature, which is responsible for
many biological functions and non-trivial physical properties of eukaryotic cell membranes.
Membrane curvature is intrinsically connected to the asymmetry of lipid and cholesterol content of
membrane monolayers.
Small to mid-size molecules permeation is drastically influenced by the membrane
composition, its asymmetry and curvature. Especially, the composition of the plasma membrane of
malignant cells is thought to be a potential target in the way of designing selective anti-cancer
drugs. Cancer cells are shown to overexpose the anionic PS on the extracellular leaflet of their
plasma membranes.
These membrane complexities have first been addressed by creating sane and cancer
membrane models involving asymmetry and curvature using all-atoms molecular dynamics which
allows to account for precise dynamics and properties of such complex assemblies.
Two candidates are showing signs of selectivity to the cancer model: the gemcitabine-
squalene, which is the widely used gemcitabine drug functionalized by a precursor of cholesterol-
giving highly lipophilic properties - and the peptide Polybia-MP1 which comes from the venom of a
endemic Brazilian wasp.

 

Exploitation optimale du matériel GPU

Romuald Josien (NVIDIA)

 

 

L’IA au service de la santé

Dr Clément Lecat (Evolucare)

Résumé : Evolucare est une entreprise éditrice de logiciels à destination des établissements de santé. Dans le but de pérenniser son activité dans un milieu particulièrement concurrentiel et de s’approprier les technologies de pointe, l’ouverture d’un service innovation R&D, Elabs, s’est avéré indispensable. Depuis, plusieurs projets innovants et hétéroclites, développés principalement autour des concepts de l’intelligence artificielle ont émergé au sein de ce service.

 

Au cours de cette intervention, nous évoquerons trois projets majeurs :

• LORH (Logiciel d’Optimisation des Ressources Hospitalières) est un logiciel de planification sous contraintes reposant sur un algorithme génétique. L’augmentation de la taille des établissements et le nécessaire besoin de planifier l’activité avec une cohérence globale, ainsi que la prise en charge du parcours patient dans son ensemble, amènent une explosion de la complexité qui ne pourra être endiguée qu’en intégrant une forte composante de calcul parallèle et réparti.
• OphtAI est un outil exploitant les réseaux de neurones convolutifs permettant de détecter et de localiser avec précision les premiers symptômes éventuels d’une rétinopathie diabétique d’un patient sur la base d’une photographie issue d’une rétinographie.
• Smart Angel est un prototype d’accompagnement du suivi du patient, autour de deux cas d’usages distincts : la prise en charge post-opératoire du patient en milieu intra-hospitalier et en ambulatoire. Pour ce faire, en nous appuyant sur une masse conséquente de données biomédicales et une importante puissance de calcul, nous pouvons entraîner des algorithmes prédictifs pour améliorer la prévention des complications pouvant affecter le patient. Par ailleurs, pour assurer la continuité du suivi lors du retour à domicile tout en préservant la fluidité de l’interaction avec le patient, nous élaborons un assistant chatbot intelligent spécialisé dans l’application des protocoles médicaux garantissant la pertinence du diagnostic.

 

Accelerating machine learning training, performance measurement and analysis of GPU applications

Robert Lim (Computer and Information Science Group, University of OREGON )

 

Big data et chimio-informatique

Pr Olivier Taboureau ( )

 

 

Apprentissage automatique pour la prédiction de rendement du blé en France

Dr Amine Chemchem (Chaire de Calcul Intensif ROMEO, CReSTIC)

 

 

 

 

Interaction entre Rémorine et membrane  plasmique végétale et simulation des membranes lipidiques complexes

Dr Crowet Jean-Marc ( UMR CNRS 7369 MEDyC, Vieillissement matriciel et remodelage vasculaire)

Jean-Marc Crowet1, Julien Gronnier2, Magali Deleu3, Mehmet Nail Nasir3, Sébastien Mongrand2, Nicolas Belloy1, Sébastien Buchoux4, Catherine Sarazin4, Laurence Lins3, Manuel Dauchez1

1 MAgICS, Matrice Extracellulaire et Dynamique Cellulaire, UFR Sciences Exactes et Naturelles, Université de Reims Champagne-Ardenne, France
2 Laboratoire de Biogenèse Membranaire - UMR 5200, CNRS - Université de Bordeaux, 71
Avenue Edouard Bourlaux, CS 20032, F-33140 Villenave d'Ornon/France
3 Laboratory of Molecular Biophysics at Interfaces, Gembloux Agro-Bio Tech, University of Liege, Passage des déportés, 2, 5030 Gembloux/Belgium;
4 Unité de Génie Enzymatique et Cellulaire, UMR 6022 CNRS, Université de Picardie Jules Verne, 33 rue Saint-Leu, 80039 Amiens Cedex, France

Les Rémorines sont une famille diversifiée de protéines spécifiques aux plantes qui se localisent au niveau de domaines radeaux du feuillet interne des membranes plasmiques (PM). La rémorine de pomme de terre (StREM1.3) se retrouve aussi le long des plasmodesmes, ces canaux traversant la paroi cellulaire et reliant les cellules voisines, et cette localisation lui permet de réguler la propagation du virus X de cellule à cellule. Il a récemment été démontré qu’un domaine de 28 résidus au niveau de l’extrémité C-terminale de StREM1.3 (RemCA) est nécessaire et suffisant pour l’ancrage de cette protéine à la PM. Nous avons combiné biophysique expérimentale et in silico pour étudier les bases moléculaires de cette liaison à la membrane de RemCA avec un accent particulier porté sur la spécificité lipidique. Des modèles membranaires végétaux telles que des monocouches et des liposomes ont été utilisés avec diverses techniques biophysiques (monocouche de Langmuir, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, dichroïsme circulaire) et des outils de modélisation (dynamique moléculaire) pour répondre à trois questions: (i) Quelle est la conformation adoptée par RemCA dans une membrane?, (ii) Existe-t-il une spécificité lipidique de la membrane dans la liaison de la membrane RemCA? (iii) Quel est le rôle des deux différents domaines RemCA dans l'interaction? Les résultats montrent que RemCA affiche une préférence pour les radeaux du feuillet interne de la membrane plasmique enrichis en phosphoinositide. Au sein de la membrane, les domaines C-terminal et N-terminal de RemCA adoptent respectivement une conformation random coil et alpha-hélicoïdale. Le domaine C-terminal guide la liaison de RemCA à la membrane, tandis que le domaine N-terminal stabilise le peptide au niveau de la membrane. Les résidus lysine ont une importance cruciale dans cette interaction.
Dans le même temps, il a été montré que des lipides majoritaires des plantes tels que les GIPC (GlycosylInositolPhosphorylCeramides) ne sont pas du tout considérés actuellement dans les membranes modèles, ce qui nous a poussé à développer une base de données ouverte sur les membranes lipidiques et leur simulation, LIMONADA (https://www.limonadamd.eu/, https://github.com/limonadaMD/). Cette base de données vise à réaliser un état des lieux des simulations lipidiques et recenser les topologies et membranes modèles existantes ayant été simulées. En effet, les membranes biologiques peuvent être composées de centaines de lipides différents répartis de manière hétérogène entre et dans les feuillets lipidiques et dont les rapports sont spécifiques aux organismes et aux organites. De plus, des études lipidomiques ont établi qu'il pourrait y avoir plus de 100 000 lipides différents. Par ailleurs, la taille et la complexité des systèmes lipidiques simulés par la dynamique moléculaire (DM) ne cesse de croître et des dizaines de membranes modèles contenant plusieurs espèces lipidiques conçues pour représenter des membranes biologiques spécifiques ont déjà été simulées. LIMONADA vise donc à gérer les divers aspects de la simulation de la membrane lipidique à partir d’un contexte lipidomique.

 

 

 

Lagrangian tracking of microalgae - impact of upscaling on light patterns

Pr Patrick Perré, Dr Victor Pozzobon ( Chaire de biotechnologie, Centralesupélec, CEBB )

Photobioreactors are the place of several complex phenomena: heat and mass transfers, bubbly flows, photosynthesis and biological growth. Among them, photosynthesis is the most challenging one. Indeed, light delivery to microorganisms cannot be considered as a simple quantity. Not only its total amount matters, but also its minimum and maximums values and the way they alternate on the microorganisms trajectories.
It has been shown experimentally that, for the same total amount of light, a second scale light delivery promotes biomass growth while minute scale hinder growth. Correlating those findings to hydrodynamic time scale in photobioreatcor may explain some hurdles coming with upscaling procedures. Indeed, small scale (lab scale) reactors would promote higher performances than large scale ones (industrial scale).
HPC enables to investigate high capacity reactors hydrodynamic and provide upscaling advice to avoid some of the pitfalls inherent to increasing the size while conserving the same design.

 

 

 

Plan d'accès:

Accès

 

• Adresse : Amphithéatre 1, batiment 4 (les amphis), UFR Sciences Exactes et Naturelles, Campus Moulin de la Housse.
• Accès voiture : Entrée sur le campus par l'Avenue de l'Yser (n. 129, rond point / intersection Avenue de l'Europe).
• Accès bus : Ligne direction Moulin de la Housse. Sortie Faculté des Sciences.
• Ensuite : Entrer sur le Campus, Prendre à droite sur le parking et se diriger vers le batiment rond. Suivez le fléchage.
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