Édition du 26/04/2022
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.
Institut des sciences biologiques (INSB)
L’ordre de division des précurseurs neuronaux influence le comportement des drosophiles
Il est communément admis que la diversité neuronale repose sur la régulation précise de l'expression génique des progéniteurs neuronaux. Un article, publié dans la revue eLife, révèle que le moment de l'entrée en division des progéniteurs des organes sensoriels qui tapissent l'épithélium dorsal de la drosophile influence l'axonogenèse et, in fine, le comportement. Ainsi le temps lui-même est un paramètre du développement du système nerveux, et pas seulement une dimension dans laquelle le développement se produit.
Mieux comprendre la rupture des "poches des eaux"
La rupture prématurée des membranes fœtales, appelées "poches des eaux", concerne 3 % des grossesses et 30 % de la prématurité. Dans un article publié dans la revue eLife, des scientifiques ont analysé l’expression des gènes au niveau des membranes fœtales au terme de la grossesse. Les résultats obtenus permettent de décrypter les cascades de réactions moléculaires conduisant à la régulation de l’expression du récepteur TLR4, qui est impliqué dans le processus inflammatoire conduisant à la rupture des membranes fœtales et à la naissance du bébé.
La protéine argonaute et les délétères petits ARN illégitimes
Le contrôle de l’homéostasie des protéines argonautes (AGO) dans l'interférence par l'ARN est cruciale chez les eucaryotes. Cependant, les acteurs moléculaires de l’homéostasie de ces protéines de plantes étaient jusqu’alors inconnus. Dans une étude publiée dans la revue Cell Reports, le mécanisme de dégradation de la protéine AGO1, effecteur central de nombreuses voies d’interférence ARN, a été observé chez une plante modèle. Des approches génétiques et le séquençage à haut débit ont révélé l’importance de cette régulation qui prévient le chargement de petits ARN illégitimes dans AGO1 et le clivage d’ARN non-cibles.
Faire taire les éléments génétiques mobiles dans le génome
Le complexe enzymatique Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) est connu pour son rôle développemental chez les organismes multicellulaires, en agissant sur la chromatine pour maintenir silencieux les gènes qu’il réprime. Cependant, PRC2 peut aussi cibler et réprimer les éléments génétiques mobiles chez divers eucaryotes. Chez la paramécie, des scientifiques mettent en évidence une interaction physique entre PRC2 et la machinerie de l’ARN interférence qui permet d’expliquer le mécanisme de recrutement de PRC2. Ces résultats, publiés dans la revue Developmental Cell, révèlent un parallèle frappant avec d’autres enzymes qui agissent sur la chromatine et répriment aussi les éléments génétiques mobiles.
Une preuve de concept préclinique de thérapie génique pour le syndrome de l’X fragile
Le syndrome de l’X fragile représente la première cause de déficience intellectuelle familiale pour laquelle aucun traitement n’existe actuellement. Dans cette étude publiée dans la revue EMBO Molecular Medicine, des scientifiques étudient le rôle de l’enzyme DGKk, déficiente dans cette pathologie. Ils observent que la réexpression de cette enzyme chez des souris jeunes adultes corrige à long terme leurs perturbations moléculaires et leurs principaux troubles comportementaux. Ces résultats confirment un rôle important du dysfonctionnement de l’enzyme DGKk dans cette pathologie.
Des cellules lymphoïdes innées qui œuvrent à la protection contre la tuberculose
Le rôle des cellules lymphoïdes innées (ILC) lors de l’infection tuberculeuse est mal connu. Une étude publiée dans la revue Cell Reports montre que l’infection de souris conduit à la différenciation locale d’ILC appelées "ILC1-like" à partir de précurseurs immatures. Les ILC1-like ont un potentiel protecteur et leur génération, stimulée par la vaccination BCG, met en lumière leur importance possible dans la protection contre la tuberculose.
Institut de chimie (INC)
Des électrons chauds pour la catalyse d’objets chiraux
Des scientifiques viennent de mettre en évidence la chiralité des électrons de surface de nouveaux nanocomposites appelés électrons "chauds", qui se traduit par une influence de la polarisation de la lumière sur son absorption par ces composés. Cette propriété, décrite dans un article du J. Am. Chem. Soc., est susceptible d’être exploitée dans des réactions catalytiques pour concevoir des objets dont on pourrait, grâce à la lumière, contrôler la chiralité.
L’ormeau livre ses secrets sur l’origine de sa coquille
Jusqu’à maintenant, toutes les études laissaient penser que les systèmes minéraux constituant la coquille des invertébrés et le squelette des vertébrés avaient une origine différente. En caractérisant plus finement les premières étapes de construction de la coquille larvaire de l'ormeau européen Haliotis tuberculata, des scientifiques ont retrouvé des éléments similaires à ceux présents dans les structures osseuses, apportant ainsi la preuve d’une origine probablement commune à ces deux phases minérales.
Un élément clé pour booster l’autonomie des voitures électriques identifié
Caractériser l’architecture des électrodes de batteries Li-ion est indispensable pour comprendre leurs mécanismes de vieillissement et rechercher des solutions d’amélioration de leurs performances. Des scientifiques sont parvenus à observer pour la première fois le liant polymère, un constituant clé des nouvelles électrodes à base de silicium et de graphite envisagées pour booster l’autonomie des véhicules électriques. Ces résultats ont fait l’objet d’une couverture dans la revue Advanced Energy Materials.
Tout ce que vous devriez savoir sur le photovoltaïque
Dans un guide très complet de 27 questions-réponses à destination du grand public, des scientifiques nous révèlent la place que le solaire photovoltaïque peut prendre dans le futur mix énergétique français. Stéphane Collin, chercheur du CNRS au Centre de nanosciences et de nanotechnologies, et Jean-François Guillemoles, chercheur du CNRS et directeur de l’Institut photovoltaïque d’Île-de-France, nous racontent la genèse de ce guide.
Trois questions à Benjamin Rotenberg et Patrice Simon sur les supercondensateurs
Cousins des batteries, les supercondensateurs sont plus puissants que ces dernières et offrent une meilleure durée de vie, mais ils stockent en revanche moins d’énergie. Auteurs du chapitre "Supercondensateurs – les sprinteurs du stockage de l’énergie" dans l'ouvrage Etonnante chimie (CNRS éditions, 2021), Benjamin Rotenberg, chercheur du CNRS, et Patrice Simon, professeur de l’université de Toulouse III - Paul Sabatier, présentent des pistes pour démocratiser ces composants.
Institut des sciences de l'information et de leurs interactions (INS2I)
Benoit Bonnet, le contrôle et l'analyse mathématique des systèmes multi-agents
Benoit Bonnet a rejoint le Laboratoire d’analyse et d’architecture des systèmes en 2021 en tant que chercheur du CNRS. Ses activités de recherche portent sur le contrôle et l'analyse mathématique des systèmes multi-agents, majoritairement par le prisme d'approximations macroscopiques telles que les limites de graphon (fonction mathématique qui permet d’étudier des graphes denses) ou de champ moyen.
Comment notre cerveau accepte un membre robotique additionnel
L’adaptabilité du cerveau et son acceptation de nouveaux membres robotiques en remplacement d’un ancien manquant sont des domaines étudiés depuis longtemps. Mais qu’en est-il pour un membre additionnel ? Pour la première fois, une étude menée par Ganesh Gowrishankar, chercheur du CNRS au Lirmm, en collaboration avec des chercheurs japonais et publiée dans Scientific Reports, montre que le cerveau peut accepter et incarner un membre artificiel commandé de façon indépendante. Une avancée prometteuse, notamment pour la compréhension des limites de la plasticité cérébrale.
Julian Tachella, entre problèmes inverses et apprentissage automatique
Julian Tachella a rejoint le Laboratoire de physique en 2021 en tant que chercheur du CNRS. Ses recherches se situent à l'intersection des problèmes inverses et de l'apprentissage automatique. Il étudie de nouvelles façons de reconstruire des images à partir d'informations incomplètes et bruyantes.
HumanFace : un financement ERC pour comprendre la reconnaissance des visages
Bruno Rossion, chercheur du CNRS au laboratoire CRAN, a obtenu un financement européen ERC Advanced afin de tester ses théories sur la manière dont nous reconnaissons les visages. Il estime que la mise en lumière de ces mécanismes complexes ouvrirait la voie à une compréhension plus large du fonctionnement du cerveau humain.
Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS)
Comment le confinement régule la prolifération des cellules
Dans des espaces confinés, les cellules modulent leur prolifération grâce à des mécanismes méconnus. En étudiant des cellules de levure de boulanger, des scientifiques ont découvert qu’une augmentation de l’encombrement dans celles-ci est liée à une diminution de la production de protéines. Publiés dans Nature Physics, ces travaux présentent de nouvelles pistes pour l’étude de tumeurs solides, qui sont justement confinées dans des organes.
Des supports internes pour imprimer des pièces creuses en 3D
Un algorithme développé au laboratoire XLIM permet d'imprimer en 3D, en même temps qu'un objet creux, des nervures internes qui soutiennent les parties en surplomb, et évitent ainsi leur affaissement ou la création de défauts. Ce nouvel algorithme, très performant en termes de qualité de surface, de vitesse d'impression, et d'économie de matière, est intégré dans le logiciel Cura du fabricant d'imprimante 3D Ultimaker.
Mieux comprendre les processus électrochimiques de la charge des supercondensateurs
Dans les électrodes en carbone nanoporeux d'un supercondensateur, certains processus électrochimiques s’avèrent primordiaux pour le cycle de charge et de décharge. Dans le cadre d’une collaboration entre une équipe du Laboratoire de mécanique et génie civil et le laboratoire international de recherche Epigenetics, data, politics, une méthode de simulation a été développée, permettant d'en élucider les mécanismes à l’échelle atomique et de mieux comprendre leur influence sur les performances du supercondensateur.
Comment un tissu sèche-t-il ?
Des mesures précises par résonance magnétique ont permis à une équipe du laboratoire Navier de mieux comprendre les phénomènes physiques à l'œuvre lors du séchage de fibres textiles. Leur étude ouvre une voie vers la mise au point d'un modèle prédictif pour la conception de vêtements, de masques faciaux, et de matériaux d'isolation.
Institut de physique (INP)
La photoémission filmée en 3D et en temps réel
L'interprétation de l'effet photoélectrique par Albert Einstein en 1905 a révolutionné les sciences fondamentales et appliquées. Des chercheurs et des chercheuses ont obtenu le premier film 3D expérimental de ce processus ultrarapide en temps réel et au niveau atomique. Ces résultats sont publiés dans la revue Sciences Advances.
Friction quantique et écoulements d’eau à l’échelle nanométrique
Dans un mix sans précédent de dynamique des fluides et de mécanique quantique, deux chercheurs et une chercheuse décrivent une nouvelle théorie donnant enfin une réponse au mystère de l’écoulement de l’eau aux nano-échelles : la “friction quantique”. Ces résultats ont été publiés dans la revue Nature.
L’art d’empiler des pyramides
Des chercheurs et chercheuses ont synthétisé des cristaux formés de bipyramides d'or allongées et décrit leur empilement optimal dans des assemblages tridimensionnels. Ce résultat, au carrefour de la chimie et de la géométrie, offre des perspectives pour la synthèse de nanomatériaux aux symétries inédites. Ces travaux sont publiés dans la revue Advanced Materials.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU)
L’âge de la surface de l’astéroïde Bennu rajeuni par l’analyse de ses cratères
Alors que les études précédentes donnaient un âge de surface de l'astéroïde Bennu de plusieurs centaines de millions d’années à 1 milliard d’année, une nouvelle analyse aboutit à un âge de surface de l’ordre de 1,6 à 2,2 millions d’années pour les cratères plus petits que quelques mètres, et de l’ordre de 10 à 65 millions d’années pour les cratères plus grands que 100 mètres. L’âge maximum de la surface de Bennu est donc réduit d’un facteur 15, au moins, par rapport aux estimations précédentes.
L’océan au cœur de l’évolution des glaciers de montagne depuis 11 000 ans
Une équipe de recherche a analysé l’évolution de plus de 80 glaciers depuis 11 000 ans. Elle a découvert que les glaciers tropicaux andins, alpins, nord-américains et groenlandais ont eu une même évolution à l’échelle millénaire. Cependant, ce comportement diffère de celui observé en Himalaya, Patagonie ou encore en Nouvelle-Zélande. Les variations de la circulation océanique de retournement en Atlantique pourraient largement expliquer cette différence.
Réconcilier l’histoire des vents et des pluies de la mousson
La mousson d’été est un phénomène climatique majeur en Asie du Sud, associant fortes pluies et vents intenses, dont les origines et l’évolution restent débattues. Des études indiquent en effet la mise en place des vents il y a environ 13 millions d’années alors que les pluies saisonnières existeraient depuis 40 millions d’années. Une nouvelle étude montre que cette chronologie est contrôlée par l’histoire géologique de différents reliefs autour de l’océan Indien, et suggère que la mousson moderne a été mise en place en deux temps.
A l’écoute des chuchotements des glaciers pour révéler leurs secrets
Dans le contexte du réchauffement climatique, une meilleure compréhension des mouvements et des structures des glaciers est nécessaire pour prévoir leur état dans un avenir proche. Pour cela, 100 capteurs sismiques ont été installés à la surface du glacier d’Argentière dans les Alpes françaises. Cette étude a permis d’observer la propagation des crevasses actives, la dynamique de l’écoulement de l’eau sous-glaciaire, les structures glaciaires héritées et les potentielles zones de fragilité qui n’avaient encore jamais été observées.
Les observations de Hubble utilisées pour répondre à des questions clés sur les exoplanètes
Les archives d’observations de 25 Jupiters chauds par le télescope spatial Hubble géré par la NASA et l’ESA ont été analysées par une équipe internationale d'astronomes, ce qui leur a permis de répondre à cinq questions importantes à propos de notre compréhension des atmosphères des exoplanètes.
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