Le rôle de régulateurs du métabolisme dans le développement embryonnaire précoce reste largement inexploré. L'équipe d'Anne-Hélène Monsoro-Burq révèle pour la première fois l’existence d’un point de contrôle global des premières étapes du développement de l'embryon : elle a mis en évidence la fonction non conventionnelle du régulateur de la glycolyse PFKFB4 dans la progression des cellules immatures vers un état plus spécifié. Cette étude est publiée dans la revue Nature Communications.

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L’équipe de Magali Suzanne au Laboratoire de biologie cellulaire et moléculaire du contrôle de la prolifération révèle que loin d’être une simple élimination passive de cellules, la mort cellulaire programmée, ou apoptose, intervient activement dans la morphogenèse. Avant de mourir, les cellules apoptotiques exercent une force qui augmente la tension cellulaire et dont la transmission aux cellules voisines entraine un remodelage tissulaire. Ce dernier conduit à un changement de forme du tissu en développement. Cette étude est publiée dans la revue Nature.

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Quand les plantes sont attaquées, une alarme interne se met en marche en seulement quelques minutes et les systèmes de défense de la plante entrent en action. Pour la première fois, des chercheurs du laboratoire Reproduction et développement des plantes montrent, en temps réel, ce qui arrive quand les plantes repoussent les insectes, réagissent à des dégâts, ou même à des infections par des pathogènes. Ces travaux, publiés dans la revue Nature Communications, ouvrent la voie à la compréhension des réponses globales d’une plante au stress ou à des dommages, un enjeu majeur pour l’agriculture du futur.

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Tissus et organes acquièrent leur architecture grâce à la capacité des cellules à adhérer entre elles et à se déformer de manière coordonnée. Il est donc crucial de comprendre comment les forces générées à l’échelle cellulaire produisent les changements de forme des cellules et sont transmises dans un tissu in vivo. L’équipe de Pierre-François Lenne à l’Institut de biologie du développement de Marseille a mis au point une approche utilisant la manipulation laser pour appliquer des forces, locales et contrôlées, aux contacts entre les cellules d’un organisme vivant. La quantification des changements de forme produits, de l’échelle subcellulaire au tissu, fournit une mesure directe des forces agissant aux contacts cellulaires, ainsi qu’une cartographie des propriétés mécaniques du tissu. Cette étude est publiée dans la revue PNAS.

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Les acides aminés D-sérine et glycine jouent un rôle essentiel dans la communication entre les neurones du cerveau en régulant l'activité d'un récepteur particulier du glutamate, le récepteur NMDA. Toutefois, les neurobiologistes ignoraient si leurs fonctions étaient régulées au cours du développement cérébral et si elles étaient spécifiques d’un territoire neuronal particulier. L’équipe de Jean-Pierre Mothet et ses collaborateurs démontrent que ces deux acides aminés agissent à des stades différents de la maturation des réseaux de neurones et qu’à l’âge adulte leur fonction est associée spécifiquement à des synapses différentes. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour notre compréhension des maladies neuro-développementales comme la schizophrénie ou l’autisme et pourrait déboucher sur la mise au point des stratégies thérapeutiques originales. Cette étude est publiée la revue PNAS.

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Une équipe du Medical Research Council (Cambridge, GB), en collaboration avec des chercheurs de l’Institut de biologie systémique et synthétique, a créé des acides nucléiques artificiels appelés XNA capables de catalyser des réactions enzymatiques sur d’autres acides nucléiques. Ces travaux, publiés dans la revue Nature, fournissent des indices sur les phénomènes à l’origine de la vie sur Terre et permettent d’envisager le développement de nouvelles thérapeutiques prometteuses chez l’homme.

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Une équipe internationale vient de réaliser une expérience de physico-chimie qui, par analogie avec la célèbre expérience de pensée du chat de Schrödinger, illustre le paradoxe de la mesure en mécanique quantique. Cherchant à mesurer si un électron émis par une molécule est initialement localisé ou non autour d'un atome particulier au sein de cette molécule, les chercheurs ont montré que le résultat diffère selon la manière dont la molécule se fragmente après avoir perdu l’électron. Les résultats sont publiés en ligne dans la revue Nature Communications.

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Depuis la découverte du graphène, les chercheurs n’ont pas cessé de lui trouver de nouvelles propriétés qui pourraient lui valoir de nombreuses applications en nanoélectronique. Cependant, ses propriétés électroniques ne sont pas encore totalement optimisées pour de telles applications. Une équipe vient de découvrir une nouvelle famille de matériaux stratifiés constitués de "polymères conjugués" qui se comportent comme un feuillet de graphène. Mais contrairement au graphène, les propriétés de ces nouveaux matériaux peuvent être très simplement modulées en changeant la composition chimique des chaînes de polymères. Ces travaux font l’objet d’une publication dans Nature Communications.

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Le lézard vivipare est un reptile de la famille des Lacertidae relativement commun en France. Une équipe associant des biologistes de l'Institut d'écologie et des sciences de l'environnement de Paris et de l'Université de Cornell (USA) vient de montrer que cette espèce disposait d’un système visuel sensible aux rayonnements proches de l’infrarouge. Extrêmement rare chez les vertébrés terrestres, un tel système visuel permettrait au lézard vivipare de mieux discriminer des subtiles variations de coloration arborées par ses congénères. Ces travaux publiés en décembre dans The Journal of Experimental Biology suggèrent que cette étonnante caractéristique aurait co-évolué en même temps que les signaux colorés connus pour être impliqués dans les interactions sociales.

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Filippo Bonchi et Damien Pous, du Laboratoire d’informatique du parallélisme, viennent de proposer une contribution originale sur le problème classique de l’équivalence des langages reconnus par des automates finis non-déterministes. Leur résultat peut être vu comme une optimisation de l’algorithme de Hopcroft et Karp. Il est publié dans la revue Communications of the ACM (Fév. 2015, Vol. 58, No. 2).

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Des physiciens ont observé comment le changement ultrarapide d’état magnétique d’une molécule dû à l’absorption d’un photon est stabilisé par un transfert d’énergie vers des modes de vibration. Ce travail est publié dans la revue Physical Review Letters.

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Des physiciens ont récemment proposé un mécanisme expliquant l’émergence de la distribution de Tracy-Widom dans une multitude de problèmes physiques et mathématiques. Ils ont montré que cette distribution est associée au comportement critique de systèmes de particules en interaction, au voisinage d’une transition de phase du troisième ordre. L’universalité de cette distribution découlerait donc de l’universalité attendue du comportement critique de systèmes physiques. Ce travail est publié dans le Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment.

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L’analyse chimique de certaines des plus vieilles roches sédimentaires au monde, réalisée par une équipe internationale dirigée par une chercheuse du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques de Nancy, a permis d’obtenir les données les plus anciennes dont nous disposons sur l’atmosphère terrestre. Les résultats de cette analyse révèlent qu’il y a plus de quatre milliards d’années, la composition de l'atmosphère était très semblable à celle qui existait un milliard d’années plus tard, quand se développait à la surface de notre planète une biosphère microbienne florissante à l’origine de la diversité de la vie que l’on trouve aujourd’hui sur la Terre. Les résultats de cette étude, publiés en ligne dans la revue PNAS, pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre les origines et l’évolution de la vie sur la planète.

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Une équipe internationale dirigée par des géochimistes du Laboratoire de géologie de Lyon-Terre, planètes, environnement et des oncologues de l'Inserm propose une nouvelle approche afin de suivre l'évolution des cancers à partir d'outils développés en sciences de la Terre : les rapports d'isotopes stables du cuivre et du soufre. Cette étude est une première mondiale qui montre tout l’intérêt de l’interdisciplinarité et des collaborations internationales dans la recherche médicale, elle est publiée par la revue PNAS.

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Les verres sont considérés comme des matériaux durs, mais ils deviennent instables en présence d’eau. L’altération chimique des verres silicatés dans les régions volcaniques, en particulier au niveau des dorsales océaniques, joue un rôle primordial dans la composition chimique des océans et la régulation du climat terrestre. Une étude issue d’une collaboration internationale, publiée récemment dans la revue Nature Materials, met en lumière un nouveau mécanisme de corrosion des verres. Déjà observé pour des minéraux, ce mécanisme serait-il universel en milieu aqueux ?

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