Subventions et contributions gouvernementales

Déduire les propriétés structurales d’une protéine à partir de sa séquence d’acides aminés est un exercice difficile, mais important en biologie. La caractérisation de ces structures est importante puisqu’elle permet de déterminer une vaste gamme de fonctions associées aux protéines. La détermination expérimentale de ces structures est néanmoins onéreuse et elle n’a été effectuée à l’échelle atomique que pour une minuscule fraction des protéines connues. L’objectif de ce projet est de mettre au point un système d’IA capable de prévoir les interactions entre les protéines et les propriétés physicochimiques de celles-ci uniquement à partir de leur séquence d’acides aminés, sans avoir recours à des méthodes onéreuses, chronophages et exigeantes sur le plan informatique comme la modélisation de l’homologie, la cristallographie, la résonance magnétique nucléaire, la dynamique moléculaire et l’amarrage macromoléculaire. Ce système permettra de concevoir des protéines qui possèdent des propriétés spécifiques grâce à l’ingénierie inverse basée sur l’IA.

Au cours de ce projet, des matériaux de référence certifiés (CRM) de nouvelles sources de protéines, telles que des protéines à base d'insectes et des protéines à base de plantes, seront produits par les instituts du CNRC pour des applications dans l'alimentation humaine et animale. Ces normes physiques faciliteront l'élaboration de stratégies de caractérisation pour de nouvelles sources de protéines. Ces stratégies seront développées conjointement avec le développement de processus industriels afin de codifier les avantages compétitifs en termes de qualité et d'augmenter le potentiel de marque. Plusieurs CRM seront développés et des normes seront rédigées pour cette nouvelle industrie. Pour caractériser ces CRM en termes de profil d'oligo-éléments, de spéciation et de bio-accessibilité, l'expertise dans les méthodologies d'évaluation des risques chimiques et les tests de Diane Beauchemin à l'Université Queen's sera mise à profit. Deux étudiants sous sa supervision travailleront avec l’Université Queen’s et entreprendront une RD concertée avec le groupe de métrologie du CNRC.

Le remplacement des satellites équipés d'un radar à synthèse d'ouverture (RSO) utilisés pour la cartographie et la surveillance de la Terre peut prendre plus d'une décennie et est très coûteux. Une autre solution consisterait à utiliser une constellation de plusieurs petits satellites identiques et peu coûteux, ce qui rendrait le satellite facile à reconfigurer et à remplacer.

Le projet a pour objectif de concevoir une mission qui consiste en une formation de quatre petits satellites (CubeSats) répondant aux exigences d'une mission RSO, démontrant qu'il est possible de satisfaire à ces exigences en utilisant de petites plateformes satellitaires, plutôt que des grandes. L'utilisation de petits satellites présente de nombreux avantages, notamment des temps de développement réduits et des coûts de mission moins élevés. Ces satellites fournissent des plateformes peu coûteuses pour tester de nouvelles technologies dans l'espace et ils permettent l'utilisation des formations et des constellations de satellites.

L'effondrement des matériaux mous représente un défi pour le processus de fabrication additive sous l'effet de la gravité terrestre (c'est-à-dire la fabrication d'un composant par empilement de couches successives de matériau). L'objectif principal de ce projet est de mettre au point une plateforme, pour un environnement à gravité réduite, qui peut évaluer un processus de fabrication additive (métal/biomatériaux) pour un résultat optimal avec un minimum de défauts et effectuer simultanément une mesure instantanée de l'énergie et de la tension superficielles d'un substrat solide et d'un liquide, respectivement.

Connaître la variation du volume et de la densité du matériau solidifié grâce à la technologie de quantification des forces de surface constitue une innovation scientifique pour de nombreuses applications pertinentes aux futures missions spatiales. La même plateforme peut être facilement modifiée pour tester la capacité du matériau liquide développé en interne pour l'impression 3D. La mise en œuvre réussie de ce projet permettra de se prononcer sur la possibilité d'utiliser les voyages dans l'espace comme source de revenus grâce à la fabrication de composants biomédicaux difficiles à fabriquer sous l'effet de la gravité terrestre.

Ce projet porte sur la préparation de transporteurs de thérapies géniques pour améliorer la réponse immunitaire des personnes atteintes de cancer. Ces transporteurs seront spécifiquement conçus pour les modèles cellulaires de la leucémie, ce qui pourrait paver la voie à des traitements moins débilitants, en règle générale. On s’intéressera particulièrement aux cas de rechute ou de récidive après le traitement initial.

Les propriétés diélectriques jouent un rôle important pendant la croissance des cellules en milieu de culture. Des études ont montré qu’on peut se servir de ces propriétés pour se faire une idée de l’état des cellules dans la culture. Surveiller les propriétés diélectriques des cellules comme la conductivité intracellulaire dans la culture en lot ou en alimentation programmée pourrait donc conduire à une optimisation du rendement et à une plus grande qualité des bioprocédés. C’est ce qu’on examinera. La spectroscopie diélectrique (ou la mesure de la capacitance) est la principale technique utilisée pour surveiller les propriétés diélectriques des cellules cultivées en lot. Cependant, la capacitance brute d’une culture ne nous apprend rien sur les sous-populations de cellules dans le milieu. La cytométrie à diélectrophorèse est une technique non invasive qui ne nécessite aucun marquage et pourrait être utilisée en ligne pour surveiller les propriétés diélectriques des cellules individuelles, cultivées en lot ou en alimentation programmée, et ainsi en identifier les sous-populations. On y recourra dans le cadre de ce projet pour effectuer des relevés diélectriques sur des cellules individuelles dans des conditions contrôlées comme la suppression de certains nutriments ou un apport minuté d’aliments en vue d’accroître la productivité et la qualité des procédés biologiques.

Selon Telesat, 2,3 millions de foyers au Canada ne bénéficient pas actuellement d’un accès Internet haut débit abordable et fiable. Cette situation résulte en grande partie de l’étendue géographique des zones concernées qui rend impraticable l’installation de câbles en fibre optique dans ces régions. Par conséquent, ces foyers ne peuvent participer pleinement à l’économie numérique et en bénéficier, notamment pour ce qui est des possibilités d’éducation, d’avancement professionnel et d’accès aux soins de santé. Aux prises avec des défis similaires, plusieurs pays développés, dont l’Inde, se concentrent aujourd’hui sur des projets tels que la « 5G frugale », qui « connecte ceux qui ne le sont pas encore ». Il s’agit dans un premier temps de dresser la liste des défis particuliers rencontrés dans les zones rurales puis d’adopter les approches appropriées telles que l’utilisation de la technologie « TV White Space » (utilisation des fréquences TV disponibles) ainsi que la mise en place de réseaux WLAN à faible coût. Ce projet vise à étudier et à mettre au point de nouveaux systèmes d’antennes dans le domaine des fréquences capables de soutenir la mise en œuvre de communications sans fil par satellite dans les zones rurales. Ces systèmes seront adaptables aux besoins et aux différentes applications en fonction des fréquences.

Au cours de ce projet, des matériaux de référence certifiés (CRM) de nouvelles sources de protéines, telles que des protéines à base d'insectes et des protéines à base de plantes, seront produits par les instituts du CNRC pour des applications dans l'alimentation humaine et animale. Ces normes physiques faciliteront l'élaboration de stratégies de caractérisation pour de nouvelles sources de protéines. Ces stratégies seront développées conjointement avec le développement de processus industriels afin de codifier les avantages compétitifs en termes de qualité et d'augmenter le potentiel de marque. Plusieurs CRM seront développés et des normes seront rédigées pour cette nouvelle industrie. Pour caractériser ces CRM en termes de profil d'oligo-éléments, de spéciation et de bio-accessibilité, l'expertise dans les méthodologies d'évaluation des risques chimiques et les tests de Diane Beauchemin à l'Université Queen's sera mise à profit. Deux étudiants sous sa supervision travailleront avec l’Université Queen’s et entreprendront une RD concertée avec le groupe de métrologie du CNRC.

Déduire les propriétés structurales d’une protéine à partir de sa séquence d’acides aminés est un exercice difficile, mais important en biologie. La caractérisation de ces structures est importante puisqu’elle permet de déterminer une vaste gamme de fonctions associées aux protéines. La détermination expérimentale de ces structures est néanmoins onéreuse et elle n’a été effectuée à l’échelle atomique que pour une minuscule fraction des protéines connues. L’objectif de ce projet est de mettre au point un système d’IA capable de prévoir les interactions entre les protéines et les propriétés physicochimiques de celles-ci uniquement à partir de leur séquence d’acides aminés, sans avoir recours à des méthodes onéreuses, chronophages et exigeantes sur le plan informatique comme la modélisation de l’homologie, la cristallographie, la résonance magnétique nucléaire, la dynamique moléculaire et l’amarrage macromoléculaire. Ce système permettra de concevoir des protéines qui possèdent des propriétés spécifiques grâce à l’ingénierie inverse basée sur l’IA.

Le projet concourra à surmonter un des obstacles majeurs nuisant aux applications qui exploitent les matériaux changeant de couleur : la dépendance à la température. Beaucoup d’équipes de recherche et d’entreprises ont essayé de commercialiser des molécules organiques dont la couleur varie temporairement en fabriquant des fenêtres « dynamiques », des indicateurs du rayonnement UV ou des articles de lunetterie. Malheureusement, les résultats laissent à désirer, car les matériaux de ce genre fonctionnent différemment selon la température. Le plus souvent, ils s’opacifient trop à basse température et s’assombrissent peu quand le mercure monte. Réguler localement la température faciliterait l’usage de cette technologie dans maintes applications importantes. Le projet prévoit la fixation de plusieurs sortes de molécules dont la couleur varie sous l’effet de la lumière à la surface de nanofils conduisant bien la chaleur. Ces nanosystèmes transparents devraient laisser les composés photosensibles changer de couleur comme ils le font naturellement lorsqu’ils sont exposés à divers éclairages, tout en atténuant leur dépendance à la température. Le projet se concentrera sur les pellicules et les encres photosensibles pour la lunetterie, les fenêtres et les indicateurs des écrans solaires.