L’architecture des neurones et des connexions synaptiques soutient des fonctions cérébrales fondamentales comme l’acquisition et la modulation de la mémoire. En combinant théorie, modélisation mathématique et méthodes expérimentales, des scientifiques ont montré que le positionnement d'acteurs moléculaires à l'échelle nanométrique est stratégique pour contrôler des événements qui permettent de programmer les neurones sur le long terme. Ces résultats sont publiés dans la revue Science Advances.

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Les bactéries du sol ont la capacité de se déplacer et d’attaquer collectivement d’autres microorganismes pour s’en nourrir. Les mécanismes moléculaires permettant cette prédation sont restés longtemps inconnus. Des scientifiques montrent que la bactérie Myxococcus xanthus tue sa proie par contact direct, ce qui résulte de l’activité d’un nouveau type de complexe protéique transmembranaire, baptisé « Kil ». Le système Kil est dynamiquement assemblé au contact de la proie, stoppant le mouvement de la bactérie prédatrice et entrainant la lyse de la proie en quelques minutes. Ce travail, publié dans la revue Elife, pose donc les premières bases moléculaires d’un processus de prédation potentiellement conservé chez les bactéries prédatrices.

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Des travaux, publiés dans la revue eLife, permettent de déchiffrer le mécanisme à travers lequel la liaison coopérative de la protéine TDP-43 à l’ARN messager prévient la formation d’agrégats toxiques, marqueurs de la maladie de Charcot, une maladie neurodégénérative majeure. Pour obtenir ce résultat, les scientifiques ont utilisé des approches structurales et cellulaires, notamment associées à une nouvelle technologie : la « MT bench ».

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Le SARS-CoV-2 provoque un syndrome respiratoire et des atteintes neurologiques. De nouvelles cultures organotypiques de hamster permettent de valider le tropisme du virus dans le poumon et pour certains neurones dans le cerveau. L'infection induit des réponses et morts cellulaires d’organes spécifiques. Ces modèles, présentés dans la revue Nature Communications, offrent une occasion unique d'étudier les premières étapes de l'infection par un virus émergent et de tester des antiviraux au niveau organique.

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Au cours du développement embryonnaire, une cellule unique donnera naissance à des centaines de milliers de cellules spécialisées et organisées en tissus et organes fonctionnels. En s’intéressant aux cellules souches localisées dans la queue de l’embryon de caille, des scientifiques ont découvert que ces progéniteurs présentent des différences majeures d’expression de protéines clés impliquées dans leur choix de destin cellulaire. Leurs résultats expérimentaux et leurs modélisations mathématiques indiquent que ce « désordre » entre cellules voisines est nécessaire pour réguler les déplacements cellulaires et la formation ordonnée des tissus. Ces travaux sont publiés dans la revue eLife.

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Plus de 25 % des médicaments et 40 % des produits agrochimiques contiennent au moins un atome de fluor dans leur structure, principalement sous forme de groupement –CF₃, appelé trifluorométhyle. Hélas, l’introduction de ces groupements dans ces molécules d’intérêt n’est pas aisée et nécessite l’utilisation de catalyseurs coûteux et sophistiqués à base de palladium et de phosphine. D’où l’intérêt de remplacer ces catalyseurs par des complexes à base d’argent, métal bien plus abondant. Des scientifiques sont parvenus à leur procurer une réactivité inattendue pour produire ces dérivés fluorés avec d’excellents rendements, dans des conditions douces, et en utilisant l’oxygène de l’air comme oxydant. Ces résultats sont parus dans la revue Chem. Eur. J.

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Pour extraire les charges électriques produites dans les cellules photovoltaïques, on emploie une électrode transparente à la lumière visible pour que celle-ci puisse atteindre les matériaux photoactifs. Pour remplacer l'oxyde d'indium-étain (ITO) actuellement utilisé, trop coûteux, des scientifiques proposent d’utiliser des oxydes transparents conducteurs à base de vanadium déposés sur des matériaux 2D qui présentent des performances comparables à celles de l’ITO. Des résultats à retrouver dans la revue Advanced Functional Materials.

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Parce qu’elle partage sa frontière avec le monde extérieur, toute surface est le théâtre de nombreux phénomènes physico-chimiques complexes. Complexité accrue lorsque les réactions ont lieu dans un fluide en mouvement, notamment pour les processus de purification de l’eau. D’où des recherches qui montrent pour la première fois l’impact de la dynamique d’écoulement sur la réactivité et le devenir des espèces liées à la surface de catalyseurs à base d’oxydes métalliques spécifiques. Des résultats parus dans le Journal of Colloid and Interface Science.

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De nombreuses pathologies du système nerveux central, comme l’autisme, la maladie de Parkinson, la schizophrénie, l’anxiété ou encore la dépression, sont liées au dysfonctionnement des neurotransmetteurs et de leurs récepteurs. La mise au point de médicaments ou de thérapies contre ces dysfonctionnements nécessite une meilleure compréhension moléculaire et chimique des mécanismes d’activation des récepteurs des neurotransmetteurs. C’est chose faite pour l'un des récepteurs du glutamate, le principal neurotransmetteur excitateur du cerveau, grâce à une collaboration entre la France, l’Inde et l’Angleterre. Ces résultats, publiés dans la revue Cell Reports, ont permis de mettre en évidence certaines structures moléculaires qui contrôlent la transmission du signal entre les neurones.

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Le développement de muscles artificiels ou autres systèmes actionnables repose sur l’élaboration de matériaux à la fois souples et stimulables qui se déforment de façon réversible et contrôlée sous l’action d’un stimulus extérieur comme la température, la pression, l’humidité, une excitation électrique. Des scientifiques ont récemment mis au point de tels actionneurs souples à base de polymères dans lesquels ils ont dispersé des particules rigides à transition de spin qui s’allongent avec la température. Le choix de particules en forme d’aiguilles, dispersées et alignées dans la matrice souple, a permis d’obtenir une amplification exceptionnelle de la déformation dans le sens de l’alignement. Ces résultats, publiés dans la revue Materials Horizons, ouvrent de nombreuses perspectives en robotique douce.

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C’est une conséquence moins connue des changements globaux qui sont en cours : depuis quelques décennies, les plantes colonisent peu à peu les espaces de haute altitude et les sommets de nos montagnes verdissent. Une étude internationale, publiée dans Global Change Biology, permet pour la première fois de mieux comprendre ce phénomène à l’échelle des Alpes européennes grâce à l’utilisation d’images satellites.

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Dans une récente étude publiée dans la revue Nature Communications, des scientifiques montrent que la perte des espèces menacées d’extinctions entraîne un déclin de diversité fonctionnelle, variable selon les régions du monde et les groupes taxonomiques considérés. Ces résultats appellent à mettre en place de fortes mesures de conservation ciblées vers ces espèces aux rôles écologiques clés.

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Une équipe de scientifiques publie dans la revue Scientific Reports la découverte de sédiments attribuables au tsunami engendré par la fameuse éruption du volcan du Santorin au cours de l’âge du Bronze, et dont l’impact sur la civilisation minoenne est depuis longtemps discuté. Les carottes de sédiments prélevés et leurs analyses effectuées prouvent qu’un tsunami a bien atteint les côtes septentrionales de la Crète, sans doute au cours du 16^e s. avant notre ère, déclenchant localement une inondation de plus de 500 m à l'intérieur des terres sur une côte qui abritait de nombreux sites minoens.

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Notre connaissance de la structure du réseau alimentaire des récifs coralliens n’est encore que partielle. Il était communément accepté que la plupart des poissons récifaux étaient généralistes. Cependant, une étude récente, publiée dans la revue PNAS, suggère que les poissons ont plutôt tendance à être des spécialistes (se nourrissant d'une combinaison limitée de proies) et que leur disparition pourrait constituer une menace pour la productivité totale de cet écosystème.

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Une équipe de recherche est parvenue à quantifier la propagation du virus de l’hépatite C dans la région lyonnaise. Ces travaux sont publiés dans la revue PloS Pathogens.

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Peut-on modifier nos comportements de consommation énergétique et réduire notre consommation électrique de manière durable ? Les outils comportementaux peuvent-ils nous aider dans cette démarche ? Si oui, dans quelles conditions et dans quel contexte ? Dans le cadre du projet Smartlook, des chercheuses du Groupe de recherche en droit, économie et gestion, en lien avec la Société monégasque de l’électricité et du gaz, proposent de nouveaux outils comportementaux afin d'aider les ménages à ajuster et réduire leur consommation électrique. Ces outils ont livré des résultats très concluants qui viennent de donner lieu à une publication dans la revue Ecological Economics.

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Les interactions entre les bulles d’air et les micro-organismes jouent un rôle essentiel pour leur bon fonctionnement et peuvent influencer leur mouvement et propagation dans les milieux. Des chercheurs et chercheuses de laboratoires français et de l’ETH Zurich ont développé une nouvelle technique, mêlant microscopie à force atomique et microfluidique, pour scruter ces phénomènes en détail. Ces travaux ont été appliqués à l’étude d’une bactérie, d’une microalgue et d’une levure.

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Le développement de nouvelles techniques d’imagerie pousse les biologistes à réaliser des observations toujours plus longues sur les échantillons cellulaires. Or ces derniers sont perturbés lorsqu’ils sont trop exposés à la lumière. Des scientifiques de l’Institut Fresnel ont conçu une méthode qui recherche automatiquement les zones d’intérêts dans l’échantillon, puis y concentre l’observation. Les échantillons d’embryons de mouches du vinaigre reçoivent ainsi jusqu’à cent fois moins de lumière qu’avec des techniques classiques.

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Des chercheurs du Laboratoire de mécanique des fluides et d'acoustique, en collaboration avec la société CS-Group, ont utilisé la méthode Boltzmann sur réseau pour simuler le phénomène de décollement aérodynamique qui peut se produire dans un moteur d'avion. Cinq fois plus rapide que les méthodes classiques de simulation, cette approche ouvre la voie à des calculs plus précis et à une conception optimisée des pièces aéronautiques.

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L’empilement de dizaines de fines couches de matériaux permet de façonner des filtres optiques spectraux extrêmement précis, avec des recettes de fabrication différentes selon l’usage final. Des chercheurs de l’Institut Fresnel ont développé une méthode qui trouve automatiquement des stratégies de contrôle des filtres pour une fabrication aisée. Détaillée dans la revue Optics Express, cette technique offre des performances très proches de l’optimum théorique même quand elle est appliquée par un utilisateur non expérimenté.

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L'énigme était tenace. Près de 110 ans après leur découverte, l'origine des rayons cosmiques restait encore très spéculative. En s'appuyant sur une description précise de ces particules et en étudiant en détail par simulation différents lieux et mécanismes pour leur accélération dans notre Galaxie, une équipe de physiciens menée par Vincent Tatischeff, chercheur du CNRS à IJCLab a établi un scénario global et cohérent de la genèse du rayonnement cosmique. Leurs résultats, publiés dans la revue MNRAS, montrent que le berceau de ces bolides est à chercher dans des superbulles de plasma extrêmement chaud.

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La géante gazeuse Jupiter et ses lunes forment un véritable système solaire miniature qui s’avère être, à plus d’un titre, un objet d'étude particulièrement intéressant. On pense que les lunes glacées Europe, Ganymède et Callisto hébergeraient des océans salés sous leur surface. Si on les explorait, y trouverait-on de la vie ? Fin août-début septembre 2022 partira la sonde Juice qui explorera le système de Jupiter. En développement depuis presque dix ans, l’ensemble des instruments de cette sonde, à la réalisation desquels plusieurs laboratoires du CNRS ont participé, sont en voie de finalisation. Il y a quelques jours, l’Institut d’astrophysique spatiale a livré à Airbus la dernière unité dont il avait la responsabilité.

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Dans une nouvelle étude basée sur les rapports du Giec, des scientifiques montrent que le risque climatique global d’ici 2100 va être multiplié par un facteur deux à quatre selon que les émissions de gaz à effet de serre (GES) seront intenses ou réduites, et qu’un demi-degré de réchauffement supplémentaire conduirait à une augmentation du risque global d’environ 30 %. Ils montrent aussi que d’intenses efforts d’adaptation permettraient de réduire de moitié le niveau de risque, quel que soit le scénario d’émissions de GES, même s'ils ne permettront pas d’éradiquer complètement les risques climatiques. 

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La façon dont les flux océaniques redistribuent la chaleur et les organismes dans l’océan a des implications importantes pour le climat et la santé des écosystèmes. Une équipe scientifique internationale vient de mettre au point une nouvelle méthode d’analyse de ces flux, inspirée de la théorie des réseaux. Celle-ci met en évidence l’existence de goulets d’étranglement dans la circulation océanique et permet donc de mieux comprendre le transport des masses d’eau et la dispersion des organismes qui y vivent, notamment le plancton.

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Il y a une quarantaine d'années, en montrant qu’il était possible d’y lire de véritables enregistrements du climat du passé, les carottes glaciaires ont révolutionné la climatologie. On avait, jusqu'alors, réussi à remonter le passé jusqu'à 800 000 ans. Fin 2021 commencera, en Antarctique, l’extraction d’une carotte de glace qui devrait nous permettre de remonter jusqu'à 1,5 millions d’années dans les archives climatiques ! Le projet, baptisé DeepIce, présente des défis techniques de taille. 

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1859 : on observe des aurores boréales aux Caraïbes. 1989 : par un hiver glacial, six millions de Québécois se trouvent privés d’électricité. Le point commun entre ces deux événements ? Ils ont été causés par une éruption solaire ! À l'occasion de la journée internationale pour la prévention des catastrophes naturelles le 13 octobre, nous faisons le point avec les chercheurs Thierry Dudok de Wit et Aurélie Marchaudon sur ces évènements qui, en raison de leurs impacts potentiels sur la Terre, font partie des catastrophes qui peuvent nous toucher.

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