Nouvelles publications scientifiques, créations de laboratoires, annonces de prix... Avec "En direct des labos", retrouvez toutes les deux semaines des informations issues des instituts du CNRS et complémentaires des communiqués de presse.
Certaines bactéries ont développé une structure contractile, appelée système de sécrétion de type VI, qui fonctionne en tout point comme une arbalète capable de décocher une micro-flèche létale dans des bactéries cibles avec lesquelles elles sont en compétition pour l’accès aux ressources de l’environnement. Cette flèche est entourée d'un ressort, qui en se contractant, permet l'éjection de la flèche. Les chercheurs ont identifié, chez une souche pathogène d'Escherichia coli, l'élément qui permet d'arrêter la polymérisation de la flèche. Cette nouvelle protéine, appelée TagA, sert également de loquet pour maintenir le ressort sous tension. Cette étude a été publiée dans la revue Nature Microbiology.
La vitesse à laquelle les ribosomes synthétisent les protéines influe sur l'efficacité du repliement des protéines et la stabilité de l'ARNm et cette vitesse a récemment été proposée comme un nouveau moyen de régulation de l'expression génique. Mesurer cette vitesse ex vivo, notamment au niveau de la cellule unique, est un véritable défi. Les chercheurs ont développé une méthode, baptisée SunRiSE, qui permet d’une part de déterminer la vitesse moyenne à laquelle les ribosomes traduisent les protéines, et d’autre part d'interroger en parallèle différentes populations cellulaires. Elle permet en outre d'identifier les facteurs ayant un impact sur cette nouvelle régulation de l'expression génique.
Lors de l’embryogenèse ou en contexte d’invasion tumorale, les cellules doivent intégrer des signaux environnants pour coordonner leur migration, mais ce processus reste mal compris. En étudiant la migration d’un groupe de cellules dans le cerveau asymétrique du poisson zèbre, des chercheurs ont révélé que la signalisation FGF (fibroblast growth factor) est activée dans quelques cellules de tête pour permettre la migration du collectif. L’activation focale de la voie FGF est modulée par le signal asymétrique Nodal pour orienter la migration à gauche. Cette étude est publiée dans la revue PNAS.
L'apparition de cassures double-brin dans l'ADN peut conduire à différentes maladies neurologiques ainsi qu'à l'apparition de cancers. Des chercheurs du Centre de biologie iIntégrative, en collaboration avec des chercheurs polonais, canadiens et américains, viennent de caractériser de manière exhaustive comment ces lésions extrêmement toxiques vont modifier la chromatine, structure qui assure l'organisation du matériel génétique dans la cellule. Ces travaux, publiés dans la revue Molecular Cell, mettent en évidence que la chromatine est modifiée différemment en fonction de la manière dont les cassures double-brins sont réparées.
Pouvoir reproduire des résultats obtenus est un enjeu majeur en recherche biomédicale et une étape essentielle pour tirer des conclusions durables de ceux-ci. Les chercheurs ont développé un ensemble d’outils logiciels permettant une reproductibilité dans les études d’évaluation de système d’aide à la prise de décision médicale. Les résultats sont publiés dans la revue Neuroimage.
L’adaptation des synapses excitatrices est une des bases de la plasticité cérébrale, et implique le recrutement de récepteurs du glutamate de type NMDA. Une collaboration internationale a permis de caractériser l’organisation nanométrique de ces récepteurs aux synapses et montrer comment celle-ci influence leur adaptation. Publiés dans la revue Neuron, ces travaux apportent un éclairage nouveau sur les mécanismes à l’œuvre pendant l’apprentissage et la mémorisation.
On observe généralement les moules incrustées sur les rochers au bord des plages ou sur les pieux plantés par les conchyliculteurs. Mais les moules peuvent également se fixer aux métaux et cette faculté inspire les chercheurs de l’Institut Charles Sadron. Une publication vient de paraître dans le magazine ACS Applied Materials and Interfaces, et une demande de brevet a été déposée pour une « colle » bio-inspirée, capable de lier des protéines, en particulier des enzymes (protéines ayant des propriétés catalytiques), sur des surfaces métalliques.
Les verres en cristal ne sont pas en cristaux, ce qui n’empêche pas Mathieu Allix de cristalliser le verre. Avec un chauffage soigneusement contrôlé, ce chimiste ordonne complètement ce matériau désordonné pour obtenir des céramiques singulières. Ces nouvelles céramiques combinent transparence, conductivité et meilleure résistance aux chocs. De quoi enthousiasmer le monde de l’optique et même de la joaillerie !
Jamais en manque d’applications, les polymères investissent également la lutte contre le cancer. Des chercheurs de l’Institut Galien Paris-Sud et de l’Institut de chimie radicalaire ont ainsi développé des polymères dont les deux extrémités sont occupées par des molécules de principes actifs ou des sondes fluorescentes. Ces travaux, publiés dans Journal of Controlled Release, permettent notamment de convoyer efficacement plusieurs agents anticancéreux en même temps, pour une utilisation potentielle en chimiothérapie combinatoire.
Une biopile fournira-t-elle un jour assez d’énergie pour alimenter un pacemaker ? Cette prouesse pourrait devenir possible grâce à des chercheurs français de l’Institut des sciences moléculaires et du Centre de recherche Paul Pascal et à une équipe allemande qui ont réussi à augmenter le voltage d’une biopile en y insérant un système microélectronique. Cette première démonstration de « chelectronics », alliant chimie et électronique, est publiée dans Nature Communications.
L’ocytocine améliore les symptômes liés à l’autisme, mais ce peptide ne peut traverser la barrière entre sang et cerveau. Un consortium de chercheurs, centré autour du Laboratoire d’innovation thérapeutique, a découvert la première molécule non peptidique capable d’activer le récepteur de l’ocytocine. Baptisée LIT-001, elle a rétabli les interactions sociales parmi des souris présentant toutes les caractéristiques du spectre autistique. Ces travaux, publiés dans le Journal of Medicinal Chemistry, sont un premier pas sur la longue route vers un traitement médicamenteux de l’autisme.
Parmi les espèces d’oiseaux endémiques insulaires des Îles Mascareignes (Réunion, Maurice, Rodrigues), figuraient trois espèces de hiboux « géants », une sur chaque île, éteintes il y a quelques siècles à cause des impacts de l’homme. Jusqu’ici énigmatique, leur origine précise a pu être déchiffrée par une équipe de chercheurs grâce à des fragments d’ADN mitochondrial préservés dans les fossiles de deux de ces espèces. Les résultats de cette étude sont publiés dans Journal of Biogeography.
Portus Pisanus, le puissant complexe portuaire maritime de Pise (Toscane) depuis l’époque romaine, a été abandonné au XVe siècle et a depuis complètement disparu. Des équipes françaises, italiennes et anglaises se sont alliées pour explorer la longue histoire de ce port perdu, en utilisant les bio- et géosciences. Les résultats, publiés dans Scientific Reports, montrent que des changements environnementaux majeurs ont conduit à l'abandon et à la disparition de ce complexe influent.
Des équipes de recherche françaises et italiennes ont analysé par des scans à rayons X les plus vieilles dents humaines découvertes sur la péninsule italienne. Ces spécimens vieux d’environ 450 000 ans et provenant des sites italiens de Fontana Ranuccio, à 50 km de Rome, et de Visogliano, à moins de 20 km de Trieste, montrent déjà des caractéristiques néandertaliennes. L’étude vient d’être publiée dans la revue PLOS One.
Une équipe de chercheurs a mené une enquête qualitative auprès des acteurs clés des territoires lagunaires de Biguglia et des étangs palavasiens pour réaliser une évaluation non monétaire des services écosystémiques fournis par ces lagunes. Les résultats de cette étude publiés dans la revue Ecologial Economics font ressortir des niveaux de consensus et de divergence quant à la priorisation des services écosystémiques, qui pourraient faciliter la prise de décisions efficaces en matière de conservation et de restauration écologique.
Delia Kesner vient d’être nommée en octobre 2018 membre senior de l’Institut universitaire de France. Son but est de donner des outils théoriques aidant les développeurs qui construisent les langages de programmation de demain, afin que ces langages puissent exprimer des propriétés d’espace mémoire et de temps d’exécution. Pour cela, elle s’intéresse à la notion de quantitativité dans les langages de programmation modernes.
Les alvéoles des poumons sont couvertes d'un film de lipides et de protéines qui joue un rôle clé dans le processus de la respiration, et fait défaut chez certains enfants prématurés. Une équipe interdisciplinaire du Laboratoire de génie chimique et de l’hôpital universitaire de Lund (Suède) a mis au point une méthodologie pour étudier ce film, et suggérer des améliorations du traitement clinique permettant de le reconstituer. Les résultats sont publiés dans la revue ACS Central Science.
Le microscope se fait parfois miroir et la science s’étudie elle-même. Avec la multiplication des travaux et des instruments pour connaître les propriétés physiques des cellules, des chercheurs ont voulu comparer leurs méthodes. Huit laboratoires internationaux, dont le laboratoire Matière et systèmes complexes, ont ainsi coopéré, montrant des écarts considérables de mesure sur un même échantillon, jusqu’à trois ordres de grandeur. Ces travaux, parus dans la revue Nature Methods, aident à mieux discerner dans quel contexte utiliser chaque technique.
Une nouvelle approche basée sur des métamatériaux, matériaux composites dont les propriétés n’existent pas à l’état naturel, améliore la qualité de l’imagerie à résonance magnétique (IRM) ultra haut-champ en homogénéisant les champs de radiofréquences. L’étude menée par des chercheurs de l’Institut Fresnel, de NeuroSpin (CEA) et de l’Institut Langevin en partenariat avec Siemens et la start-up Multiwave innovation, sont publiés dans la revue Physical Review X. Elle ouvre la voie à des diagnostics médicaux plus rapides et plus précis.
La lumière permet de détecter la présence de substances dans un milieu. Des chercheurs du Centre de nanosciences et de nanotechnologies et de l’École polytechnique de Milan (Italie) ont développé des circuits intégrés photoniques dans le moyen infrarouge, basés sur des guides d’ondes en silicium-germanium. Ces structures permettent de réaliser des capteurs intégrés, capables de détecter des concentrations de quelques centaines de ppm. Ces travaux sont publiés dans la revue Optical Materials Express.
Le mouvement ondulatoire de l'intestin - le réflexe péristaltique - permet le transport du bol alimentaire. Il naît de fluctuations spontanées de la concentration en ions calcium à l'intérieur des cellules de l’intestin. Un chercheur du laboratoire Matière et systèmes complexes a pu décrire ce mécanisme qu'il a observé dès les premiers mouvements digestifs de l'embryon aviaire. Ces travaux, qui ouvrent la voie à une meilleure compréhension de certains troubles digestifs, sont publiés dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society B.
Professeur émérite à l’université Paris Diderot, Claude Bardos est lauréat 2019 du prix Maxwell, l'un des cinq prix prestigieux attribués tous les quatre ans par l’International Congress for Industrial and Applied Mathematics (ICIAM). Il est récompensé pour ses contributions fondamentales aux équations aux dérivées partielles nonlinéaires, à la théorie cinétique, et aux mathématiques de la mécanique des fluides. Claude Bardos n'a eu de cesse d'être attentif au potentiel d'applications des mathématiques, applications aux activités humaines ou à la création mathématique elle-même. Ses travaux ont remodelé le paysage des mathématiques appliquées dans les quarante dernières années.
Yvon Maday, professeur à Sorbonne Université, est lauréat 2019 du prix Pioneer de l’International Congress for Industrial and Applied Mathematics (ICIAM). Ses travaux portent sur de nouvelles méthodes pour accélérer, fiabiliser et rendre plus pertinentes et plus précises un certain nombre de simulations numériques. Elles débouchent notamment sur des applications concrètes en sciences médicales (simulation de la respiration, simulation des écoulements sanguins), en chimie quantique, en chimie computationnelle et bientôt aussi en biologie marine. Plusieurs de ses contributions ont conduit à l'émergence de start-up et sont utilisées couramment dans l'industrie.
Des physiciens viennent de mettre au point un dispositif permettant de mesurer l’intensité et la phase d’une onde lumineuse (éventuellement aléatoire) sur une durée de plusieurs dizaines de picosecondes et avec une résolution temporelle de 80 femtosecondes. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Photonics.
Cet été, les équipes du Laboratoire de l'accélérateur linéaire et de l’entreprise Alsyom ont validé expérimentalement un concept extrêmement innovant et original de circulation laser, capable de concentrer la puissance lumineuse disponible dans un cercle de 10 µm de rayon. Cet objet de très haute technologie, constitué d'une trentaine de miroirs de précision, est conçu pour produire des rayonnements gamma de haute énergie par rétro-diffusion Compton des photons du laser sur un faisceau relativiste d'électrons. Ce circulateur constituera le cœur de la toute nouvelle source gamma de ELI - Nuclear Physics (Magurele, Roumanie), l’un des piliers du grand projet européen d’infrastructure lasers actuellement en construction.
Depuis 1998, la Fondation L’Oréal, aux côtés de l’Unesco, soutient plus de 280 jeunes chercheuses dans le monde. Ce programme a été créé à partir d'un constat : la sous-représentation des femmes en science. Aux côtés de l'Unesco et de l'Académie des sciences, la Fondation L'Oréal agît pour faire croître la part des femmes dans la recherche scientifique. En France, vingt doctorantes et dix post-doctorantes ont été récompensées par les membres du jury de sélection de l’Académie des sciences, lors d’une cérémonie organisée au Palais de la découverte le 8 octobre 2018. Parmi elles, Audrey Francisco-Bosson, doctorante au laboratoire Subatech et Sarah Antier, post-doctorante au Laboratoire de l'accélérateur linéaire.
Le projet CTA (Cherenkov Telescope Array), une très grande infrastructure de recherche (TGIR) pour la partie française (des équipes de recherche de l'IN2P3, INSU et du CEA sont engagées dans la construction de CTA), constitue le projet d’avenir du premier observatoire pour l’astronomie gamma de très haute énergie. La collaboration CTA-LST a travaillé pendant environ dix ans sur ce projet qui s’achève aujourd’hui avec la construction du premier télescope prototype LST-1, dont le miroir parabolique fait 23 m de diamètre et la distance focale 28 m. L’inauguration de ce premier grand télescope de CTA a eu lieu le 10 octobre 2018 à La Palma (Îles Canaries).
Durant les cinq derniers mois de la plongée dans la haute atmosphère de Saturne qui a mis fin à la mission Cassini, la sonde a plongé 22 fois dans la région presque inexplorée située entre la planète et son anneau le plus interne, l’anneau D. Une équipe internationale a montré qu’une ceinture de radiations contenant des protons d’énergies extrêmes se formait entre la planète et ses anneaux denses. Comme pour la ceinture principale, ces protons sont générés par le rayonnement cosmique incident. Du fait de la présence des anneaux A, B et C, particulièrement denses, cette zone est découplée de la ceinture de radiations principale ainsi que du reste de la magnétosphère.
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