Édition du 10/11/2020
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)
Quand les pili s’activent aux pôles des bactéries motiles
La capacité de se mouvoir en groupe est un trait essentiel du monde bactérien pour coloniser de nouvelles niches écologiques, dans l’environnement et chez l’hôte pour les agents pathogènes. Dans un article paru dans le journal PNAS, les scientifiques ont caractérisé le mécanisme moléculaire qui permet l’activation d’appendices extracellulaires appelées pili de Type-IV, chez la bactérie sociale Myxococcus xanthus. Ces travaux révèlent le contrôle de ce processus par des petites protéines G qui recrutent directement un nouvel activateur au pôle des cellules.
Comment visualiser les molécules d’ARN in vivo
Les scientifiques ont développé une nouvelle méthode pour observer les molécules d'ARN messager (ARNm) dans les cellules végétales. Publiée dans la revue Plant Journal, cette méthode utilise une protéine bactérienne particulière qui se lie à un motif de structure « tige-boucle » spécifique dans l'ARN cible. Ce dispositif peut être largement applicable pour étudier le transport et la localisation de l'ARNm dans les plantes.
Le repliement tridimensionnel des chromosomes en super-résolution
En combinant le marquage fluorescent d’ADN à la microscopie en super-résolution, les scientifiques ont caractérisé la structure de domaines génomiques appelés TADs au sein desquels les interactions chromatiniennes sont enrichies. Cette organisation dépend du complexe cohésine, qui génère ces interactions, et de la protéine CTCF, qui prévient les contacts entre TADs voisins. Les TADs sont en outre subdivisés en « nanodomaines » qui dépendent du profil épigénétique de la chromatine. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Genetics.
La myosine A, une nouvelle cible potentielle pour lutter contre le paludisme
Le paludisme, dont le vecteur est le parasite Plasmodium, est une maladie qui tue encore un demi-million de personnes par an et un problème de santé publique majeur. Dans un article paru dans le journal Elife, les scientifiques ont fait une avancée majeure en décrivant dans le détail le mécanisme d’action de la myosine A, un moteur moléculaire essentiel pour l’infection par le Plasmodium. Ces résultats ouvrent une nouvelle voie dans la conception de traitements antipaludiques visant spécifiquement ce moteur.
Les dragons ne réchauffent pas leur cerveau pendant le sommeil, contrairement aux pigeons et aux mammifères
Chez de nombreux mammifères, le cerveau se refroidit pendant le sommeil lent et se réchauffe pendant le sommeil paradoxal. Dans un article publié dans la revue iScience, les scientifiques ont démontré que les pigeons présentaient des changements similaires de température cérébrale pendant leur sommeil, alors que la température du cerveau ne variait pas chez les lézards dragons barbus endormis. Ce réchauffement cérébral, et par conséquent les probables fonctions associées, ne semblent donc pas universelles à toutes les espèces.
Institut de chimie (INC)
Chimie verte : deux catalyseurs agissent en synergie pour exploiter l’oxygène et la lumière
Idéalement pour l’environnement, les réactions chimiques se dérouleraient avec un nombre réduit de réactifs, à l’aide de catalyseurs, à l’air libre et sous lumière naturelle. Des scientifiques s’en sont rapprochés en modifiant des molécules organiques grâce à deux catalyseurs, du dioxygène et une lumière bleue. Ces travaux, publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition, proposent ainsi une manière originale, et verte, de synthétiser des bicycles spiraniques, qui peuvent être utilisés en pharmacie et en agrochimie.
Astrochimie : la nature quantique des collisions eau-hydrogène révélée
Au cœur du milieu interstellaire, à très basse température, molécules d’eau et d’hydrogène entrent régulièrement en collisions dites « inélastiques ». Pour mieux les comprendre, des chimistes et des astrophysiciens ont étudié théoriquement et observé expérimentalement des collisions dans des conditions proches de celles de ces milieux. Ces résultats, publiés dans la revue Physical Review Letters, mettent en évidence la nature quantique de ces collisions et valident les méthodes théoriques utilisées pour la modélisation des milieux interstellaires.
Une céramique nanoporeuse pour économiser le platine pour la production d’hydrogène
Parmi ses nombreuses propriétés, le platine est très recherché pour son pouvoir catalytique. Ce métal présente cependant un coût élevé et son exploitation laisse une empreinte environnementale importante. Afin de l’utiliser en plus faibles quantités, une équipe internationale de scientifiques de France, du Brésil, du Japon, des Etats-Unis, de Turquie et d'Inde ont développé une céramique ultra-poreuse qui permet à une couche de platine extrêmement fine de remplir son rôle de catalyseur dans une pile à combustible. Publiés dans la revue Applied Catalysis B: Environmental, ces travaux pourraient être étendus à la réduction de l’usage du platine dans d’autres domaines.
Institut écologie et environnement (INEE)
Evolution complexe et inattendue du crâne d’un hibou « géant » de l’île Rodrigues
Le hibou Otus murivorus, sur l’île Rodrigues dans l’océan Indien, a doublé de taille et subi une légère réduction des ailes, avant de s’éteindre récemment à cause des activités humaines. Son crâne a été étudié afin d’y rechercher des effets particuliers de l’évolution insulaire. Ce travail, paru dans Scientific Reports, révèle des effets inattendus tels qu’une réduction de la taille relative du crâne et plus encore du cerveau, une latéralisation relative des yeux, ou encore un sens olfactif remarquablement développé, suggérant une capacité probable à charogner des carcasses de tortues.
Le changement climatique menace les écosystèmes insulaires et leur biodiversité unique
A partir d’une étude sur les mammifères endémiques, une équipe de recherche a montré que le changement climatique à venir fragilise l’ensemble des écosystèmes insulaires, même s’il n’est pas la seule cause de vulnérabilité. Ces travaux viennent d’être publiés dans la revue Nature Communications.
Canopy Constructor – la 3D appliquée à l’étude des forêts tropicales
Dans un article publié dans la revue Remote Sensing of Environment, une équipe de scientifiques a développé une méthode permettant de reconstruire la structure tridimensionnelle des forêts tropicales. Cette méthode combine des données de télédétection et des inventaires de terrain pour reconstruire la canopée, mais aussi le sous-bois de la forêt, à haute résolution sur plusieurs milliers d'hectares. Ce type de maquette forestière permet de rendre compte de la variabilité structurelle des forêts anciennes dans de nombreuses applications.
Un lien entre la consommation de glucides raffinés et l’attractivité faciale
Les mécanismes physiologiques associés à une surconsommation de glucides raffinés suggèrent que des traits non médicaux impliqués dans la vie sociale pourraient être affectés, tels que l’attractivité du visage. C’est ce qu’ont montré des scientifiques dans des travaux publiés dans la revue Evolutionary Psychology.
Sur la piste des animaux de l’Arctique
Pour comprendre les conséquences des bouleversements que connait l'Arctique, un consortium de recherche international a créé une base de données en ligne des mouvements des animaux de l’Arctique, suivis par balises électroniques depuis 1991. Cette archive concerne d’ores et déjà 8 000 individus de 96 espèces. Une publication dans la revue Science souligne l’importance de cette source d’informations unique pour analyser l’impact des changements globaux sur la biodiversité à une échelle pan-arctique.
Institut des sciences de l'information et de leurs interactions (INS2I)
Édouard Pauwels et ses travaux en optimisation pour l’IA récompensés par la médaille de bronze du CNRS
Les importants progrès des intelligences artificielles posent des questions nouvelles. Édouard Pauwels, maître de conférences de l’Institut de recherche en informatique de Toulouse, étudie et développe pour cela des algorithmes d’optimisation numérique, utilisés pour l’apprentissage automatique et en particulier pour les réseaux de neurones profonds. Des travaux qui lui valent d’obtenir la médaille de bronze du CNRS cette année.
Les outils de Jean-Rémy Falleri pour l’évolution logicielle
Auteur du logiciel GumTree, Jean-Rémy Falleri conçoit des solutions pour faciliter les mises à jour et les améliorations des logiciels. Ce maître de conférences du Laboratoire bordelais de recherche en informatique tente un changement de paradigme en étudiant non plus seulement les différences au sein du code source, mais aussi sur le comportement des programmes. Afin d’avancer sur ce projet, Jean-Rémy Falleri a été nommé pour cinq ans membre junior de l’Institut universitaire français.
Un bel exemple de coopération internationale pour l’intelligence artificielle
L’Agence nationale de la recherche (ANR) vient de dévoiler les 9 projets sélectionnés dans le cadre de l’appel sur l’intelligence artificielle cofinancé avec la Fondation allemande pour la recherche (DFG), et l’Agence japonaise pour les sciences et la technologie (JST). Une aide globale de plus de 7 millions d’euros est apportée afin de poursuivre les efforts de recherche dans ce domaine.
Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions (INSMI)
Un spécialiste en calcul scientifique, médaillé de cristal 2020 du CNRS
Bill Allombert, ingénieur d'étude au CNRS affecté à l’Institut de mathématiques de Bordeaux, est le principal développeur du système de calcul formel Pari/GP, ce qui lui a valu d'être distingué de la médaille de cristal 2020 du CNRS. Nous revenons sur les travaux qui lui ont valu cette distinction.
Institut de physique (INP)
Réduire une molécule en dopant le graphène
Avec sa réputation de matériau miracle, le graphène n’en finit pas de trouver de nouvelles applications. Des physiciens ont montré qu’il permet la réduction chimique de molécules lorsqu’il est dopé avec de l’azote. Le phénomène a été observé pour la première fois, grâce à un microscope à effet tunnel, sur des phthalocyanines de cobalt. Ces résultats sont publiés dans la revue Nano Letters.
Record de champ électrique critique pour l’oxyde de gallium
Augmenter la tension et éviter le claquage des matériaux utilisés dans l'électronique de puissance restent un défi d'actualité. En ajustant le dopage de l'oxyde de gallium avec du zinc, des chercheurs et des chercheuses ont battu un record pour le champ électrique critique avec une valeur de 13,2 MV/cm. Ces résultats sont publiés dans la revue The journal of physical chemistry letters.
Comment mieux estimer l'évolution du taux de reproduction du Covid-19 ?
Une équipe interdisciplinaire de scientifiques a démontré que l'optimisation convexe constitue un outil mathématique et numérique efficace pour une estimation quotidienne de l’évolution du taux de reproduction du Covid-19, au cours du temps et à travers les départements. Ces résultats sont publiés dans la revue PLoS ONE.
Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3)
Le Linac-Spiral2 en route vers la pleine puissance
En octobre, le personnel du Ganil a franchi deux étapes très importantes dans le démarrage du nouvel accélérateur linéaire de Spiral2 et la mise en route de la salle NFS, la première qui sera ouverte à la science l’an prochain. Petit tour d’horizon avec Navin Alahari, directeur du Ganil.
Nouvelle édition du catalogue Ligo-Virgo de sources d’ondes gravitationnelles
La classification et l’analyse finale des trente-neuf événements détectés par Virgo et Ligo lors de la prise de données « O3a » du 1er avril au 1er octobre 2019 ont été rendues publiques le 29 octobre dernier. Vingt-six de ces événements ont été détectés en temps réel et ont fait l’objet d’alertes publiques tandis que treize autres sont nouveaux. La plupart des sources O3a sont des fusions de trous noirs. L’étude de leurs caractéristiques remet en question certains modèles théoriques et ouvre de nouvelles perspectives.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU)
Premières mesures de la radioactivité du radon dans les gaz volcaniques
Le radon – gaz radioactif issu de la désintégration de l’uranium – n’avait jamais pu être mesuré dans les gaz volcaniques. C’est désormais chose faite grâce à des scientifiques qui ont cartographié les émanations de radon de l’Etna, le volcan le plus actif d’Europe. Ils ont mis en évidence des activités jusqu’à 550 Bq/m3. Outre l’étude de l’impact potentiel sur l’environnement et la santé de tels niveaux de radioactivité, ces travaux vont permettre de mieux comprendre les processus magmatiques superficiels et éventuellement d’utiliser le radon comme signal précurseur d’une éruption.
Un premier bilan des sources et des puits de protoxyde d'azote à l'échelle globale
Le protoxyde d'azote (N2O) est un gaz à effet de serre environ 300 fois plus puissant que le CO2. Il contribue à l’appauvrissement de l'ozone stratosphérique et au réchauffement climatique. Un groupe international vient de réaliser un premier inventaire complet des sources et puits de N2O, tant naturels qu’anthropiques. Ce bilan a notamment permis d'établir que le taux des émissions de N2O à l'échelle globale avait augmenté de 10 % depuis 1980 et que la principale cause de son augmentation dans l'atmosphère restait l'emploi d'engrais azotés sur les terres agricoles,
Des modèles chaotiques pour la micro-atmosphère de la grotte d’Altamira
La grotte d’Altamira présente l’un des plus remarquables ensembles picturaux de la préhistoire. Sa micro-atmosphère est contrôlée en continu, avec notamment un suivi des concentrations en dioxyde de carbone (CO2) et en radon. Des chercheurs ont obtenu des modèles chaotiques des variations de ces concentrations. Ils ont ainsi pu mettre en évidence un couplage de l’atmosphère de la grotte avec le contenu en eau du sol à son aplomb, qui permet d'expliquer la curieuse accumulation du CO2 et du radon pendant la saison froide.
Les plages vont-elles vraiment disparaitre avec le changement climatique ?
Une étude récente vient contredire des résultats publiés en début d'année, qui annonçaient la disparition de plus de la moitié des plages sableuses mondiales d’ici la fin du siècle. Il s'avère que les plages ayant un espace d’accueil à l’arrière devrait en effet pouvoir s'adapter, sans disparaître, à la montée du niveau de la mer, en migrant sans se déformer vers l'intérieur des terres.
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Comité éditorial : Christophe Cartier Dit Moulin, Stéphanie Younès, Anne-Valérie Foillard-Ruzette (INC) ; Floriane Vidal, Elodie Vignier (INEE) ; Marine Charlet-Lambert, Jean-Michel Courty, Pascale Roubin, Marie Signoret (INP) ; Pétronille Danchin, Emmanuel Royer (INSMI) ; Emmanuel Jullien, Perrine Royole-Degieux (IN2P3) ; Carole Mainguy, Aurélie Meilhon, Pierre Netter, Conceicao Silva (INSB) ; Armelle Leclerc, Nacira Oualli (INSHS) ; Chloé Rimailho, Chloé Rocheleux (INSIS) ; Célia Esnoult, Laure Thiébault (INS2I) ; Dominique Armand, Anne Brès, Marie Perez (INSU).