Édition du 16/02/2021
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)
Deux types de microbiotes successifs participent à la dégradation des algues laminaires
Les algues brunes laminaires forment d’impressionnantes forêts sous-marines qui captent le carbone par photosynthèse. Une partie de cette biomasse est régulièrement arrachée et se dépose sur le fond, offrant ainsi une source nutritive temporaire pour d’autres organismes. Une étude publiée dans la revue Environmental Microbiology révèle comment évoluent les communautés bactériennes sur ces algues immergées en dégradation, une étape clé dans le devenir du carbone.
Perturbation sexuelle par les phtalates : les femelles plus vulnérables que les mâles
L’exposition de souris femelles à des doses environnementales de phtalates diminue, voire inhibe, les comportements nécessaires à l’accouplement. Ces effets sont associés à une diminution de l’expression des récepteurs de la progestérone dans le cerveau. La comparaison avec une précédente étude sur les mâles montre que les femelles sont plus vulnérables à l’exposition à ces perturbateurs endocriniens, classés uniquement comme reprotoxiques pour l’appareil reproducteur mâle. Ce travail est publié dans la revue Environmental Health Perspectives.
Garder le cap et maintenir la forme malgré les aléas développementaux
Comment les formes sont-elles sculptées de façon reproductible d’un individu à l’autre dans la nature est une question fascinante. Un article paru dans la revue Developmental Cell souligne un rôle nouveau des forces mécaniques dans ce processus. Réussir à isoler mécaniquement une portion d’un tissu de façon à le rendre insensible aux perturbations présentes dans son environnement proche est un moyen pour une espèce vivante d’acquérir une architecture 3D stéréotypée.
Des pompiers moléculaires pour éteindre le choc septique bactérien
Les sepsis infectieux sont caractérisés par un emballement du système immunitaire suite à une infection. Ils sont responsables de plus de six millions de décès chaque année dans le monde, sans traitement généralisable encore efficace. En étudiant les causes de sepsis bactériens, les scientifiques proposent un concept nouveau selon lequel la mortalité dans le sepsis infectieux serait due une explosion de la mort de certaines cellules. Ces résultats sont publiés dans la revue EMBO Reports.
Bases moléculaires du sacrifice maternel chez le nématode C. elegans
L’assimilation génétique est le processus évolutif au cours duquel un phénotype plastique, initialement sensible à l’environnement, devient fixé génétiquement et insensible à l’environnement. Malgré le caractère fondamental de ce concept de biologie évolutive, les bases moléculaires de l’assimilation restent très mal connues. Une nouvelle étude, publiée dans le journal Science Advances, montre qu’un simple changement de nucléotide est à l’origine de la fixation génétique d’un trait d’histoire de vie normalement induit par l’environnement.
Les microtubules naissent à partir d’oligomères droits de tubuline
Les microtubules sont des assemblages dynamiques de cellules eucaryotes remplissant des fonctions vitales, par exemple dans la division cellulaire. La genèse des microtubules est une étape encore mal comprise. Dans une étude publiée dans le Journal of Cell Biology, des scientifiques ont combiné des approches cinétiques, structurales et d’analyses mathématiques pour montrer que la formation de microtubules est corrélée à la formation d’oligomères rectilignes de tubuline. L’étude suggère que ce type d’oligomères est stabilisé par les facteurs cellulaires favorisant la synthèse de microtubules.
Institut de chimie (INC)
Des complexes de ruthénium pour la préparation éco-efficiente de molécules chirales
Les molécules chirales, qui peuvent exister sous deux formes images l’une de l’autre dans un miroir, sont des incontournables de l’industrie pharmaceutique, cosmétique et agrochimique. Maîtriser chimiquement la forme produite est un enjeu de taille en chimie de synthèse. Une équipe internationale a démontré la possibilité de préparer de manière éco-efficiente des oléfines chirales par métathèse asymétrique grâce à un catalyseur inédit à base de ruthénium, lui-même chiral. Ces résultats, parus dans la revue JACS, ont également fait l’objet d’un brevet pour les nombreuses possibilités qu’ils offrent en synthèse organique.
Métalloenzymes : comment des acides aminés distants du site actif impactent leur réactivité
On considère habituellement que l’activité catalytique de métalloenzymes comme les hydrogénases, utilisées pour la production de dihydrogène, est déterminée par les premiers voisins des ions métalliques de leur site actif. Des scientifiques européens viennent de montrer dans la revue Nature Communications comment des acides aminés bien plus éloignés du métal conditionnent également la réactivité de l'hydrogénase de la bactérie Clostridium beijerinckii. Paramètre qu’il faudra prendre en compte pour optimiser la synthèse de catalyseurs biomimétiques encore plus performants pour la production d’hydrogène vert.
Encapsulation et émulsions stables grâce à des membranes auto-assemblées de polymères
Les émulsions d’huile dans l’eau ou vice-versa sont des formulations très courantes de l’industrie cosmétique, pharmaceutique et agro-alimentaire. La stabilité des gouttelettes d’un liquide dans l’autre est essentielle à ces formulations à deux phases. Des scientifiques ont exploré la croissance spontanée de membranes obtenues par auto-assemblage de chaînes de polymères pour stabiliser les interfaces eau-huile. Les membranes obtenues sont biocompatibles, stables et modulables. Ces résultats, parus dans la revue ACS Macro Letters, ouvrent de nombreuses possibilités de dispersion contrôlée, relargage, et encapsulation dans les milieux liquides, y compris biologiques.
Pollution aquatique : explorer la piste du lipidome chez les crustacés d’eau douce
Le lipidome constitue l’ensemble des lipides d’un organisme vivant. Son analyse chez les gammares, espèce sentinelle bio-indicatrice de la pollution des écosystèmes aquatiques, permet de mieux comprendre les mécanismes de toxicité induits par les polluants. Des scientifiques ont localisé et identifié des lipides sulfatés chez ce crustacé d’eau douce. Ces résultats, publiés dans la revue iScience, ouvrent la voie à une meilleure compréhension de l’impact des polluants sur les milieux aquatiques.
Des microcapsules pour mimer l’effet immunomodulateur des sucres de la paroi de champignons pathogènes
L’inhalation des spores disséminées dans l’air du champignon Aspergillus fumigatus peut conduire à des maladies pulmonaires parfois mortelles pour les humains. Des recherches ont montré que la couche externe de ces spores, essentiellement constituée de sucres, participe à l’élimination du pathogène. En concevant des microcapsules biomimétiques sur lesquelles ils ont greffé différents sucres, des scientifiques sont parvenus à mieux comprendre l’effet immunomodulateur des sucres de la paroi des champignons. Un résultat à retrouver dans la revue Bioconjugate Chemistry.
Comment se forger une carapace ?
Comment se forment les carapaces des insectes ? Pourquoi sont-elles plus ou moins dures, d’où vient leur couleur ? Une étude menée par les scientifiques du laboratoire EcoFoG, de l’université de Cornell (États-Unis), des laboratoires CEISAM et CEMHTI sur l’espèce de fourmis Cephalotes varians révèle que leurs bactéries intestinales fabriquent des acides aminés impliqués dans la formation de la cuticule. Résultats à retrouver dans la revue Nature Communications.
Institut écologie et environnement (INEE)
Remise en cause des résultats récents relativisant le déclin des insectes
A contre-courant de publications antérieures, une étude publiée dans Science en avril 2020 concluait à une baisse nuancée de l’abondance des insectes terrestres et à une augmentation de celle des insectes d’eau douce. Cet article est aujourd'hui remis en cause par un consortium international pluridisciplinaire qui a décelé de nombreuses erreurs et de multiples biais dans cette méta-analyse. Ce commentaire a été publié à son tour dans Science.
Une espèce éteinte de lézard tropical découverte dans les réserves du Muséum de Bordeaux
Combien d’espèces disparues, et jamais décrites, dorment-elles dans les réserves de nos muséums ? L’une d’elles vient d’être nommée : le Léiocéphale roquet, un lézard originaire des îles de Guadeloupe, représenté par un unique spécimen dans les collections du Muséum de Bordeaux - sciences et nature. Une équipe de scientifiques vient de publier la description de cette espèce dans la revue Zootaxa.
Institut des sciences de l'information et de leurs interactions (INS2I)
L’INS2I impliqué dans trois nouvelles infrastructures Equipex
Les équipements d'excellence, ou projets Equipex, permettent la mise en commun de grands équipements scientifiques sur des plateformes dédiées. Le dernier appel à projets, focalisé sur les équipements structurants pour la recherche, a sélectionné 50 programmes pour leur répartir une enveloppe de 422 millions d'euros. Trois d'entre eux, portant sur la robotique, les données scientifiques et les environnements virtuels, concernent directement l'INS2I.
Traitement automatique de la parole : une nouvelle reconnaissance pour Lori Lamel
Capable d’entraîner des algorithmes à retranscrire des langues qu’elle ne comprend pas elle-même, Lori Lamel s’est forgée une réputation internationale de spécialiste du traitement automatique de la parole. Ses travaux ont en effet débouché sur un nombre impressionnant d’applications. Cette chercheuse au LisN vient ainsi d’être nommée Fellow de l’IEEE, l’institut des ingénieurs en électricité et électronique.
Femmes en numérique : les portraits BD de l'INS2I
À l'occasion de la Journée internationale des femmes et des filles de science, découvrez l’un des portraits issus d'une série BD sur les femmes chercheuses et ingénieures dans le domaine du numérique. Des parcours de femmes scientifiques diversifiés et inspirants, mises en images par l'auteure Léa Castor. Rendez-vous le 8 mars 2021 pour un nouveau portrait ludique et en images de femme en informatique !
Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS)
Maladies respiratoires : une avancée sur la compréhension du transport du mucus par les cils pulmonaires
De nombreuses maladies respiratoires sont liées à des problèmes de circulation et d’évacuation du mucus. Celui-ci se déplace à l’aide des cils microscopiques qui recouvrent les poumons, selon un mécanisme qu’il restait à élucider. Des travaux interdisciplinaires montrent que l’hydrodynamique du mucus aide les cils à s’organiser de manière optimale pour le transporter en retour. Cette rétroaction pourrait ouvrir des pistes pour mieux diagnostiquer et traiter différentes pathologies respiratoires chroniques.
Des métamatériaux pour contrôler la direction de propagation des fissures
Une chercheuse du Laboratoire de mécanique des solides, en collaboration avec une équipe de Caltech (États-Unis), a démontré que la résistance à la rupture d'un matériau microstructuré peut être asymétrique. Elle est alors bien plus élevée dans une direction que dans la direction opposée. Cette propriété permettrait de mieux contrôler les risques de rupture d'un matériau.
Institut de physique (INP)
Des défauts fluorescents quantiques observés pour la première fois à l’échelle individuelle dans du silicium
Le silicium employé dans les composants électroniques comporte des imperfections cristallines qui peuvent se révéler utiles dans le domaine des technologies quantiques. Pour la première fois, des défauts luminescents y ont été observés à l’échelle individuelle avec, de plus, une émission de lumière dans la gamme des longueurs d’onde des télécommunications par fibre optique. Ces émetteurs apparaissent comme des candidats prometteurs pour concevoir des composants pour la photonique et les communications quantiques. Ces résultats sont publiés dans Nature Electronics.
Protéger les bits quantiques de la décohérence grâce aux photons
En utilisant deux ondes électromagnétiques de fréquences proches, des chercheurs ont démontré qu’il est possible de protéger un qubit, équivalent quantique du bit informatique, des sources de décohérence et d’augmenter significativement son temps de vie. Ces résultats sont parus dans la revue Scientific Reports.
Fabriquer un filtre à spin avec du graphène 2D
Une équipe de chercheurs a démontré que l'ajout d'une couche monoatomique de graphène dans une jonction magnétique modifie ses propriétés et permet de la transformer en un filtre à spin aux propriétés très utiles en spintronique. Ces résultats sont parus dans Nature Communications.
Étudier l'ammoniac pour mieux comprendre les planètes géantes glacées
L’ammoniac (NH3) est considéré comme l’un des composants principaux des manteaux d’Uranus et de Neptune. Des scientifiques ont développé un dispositif adapté aux expériences de compression par choc laser pour étudier le comportement de l'ammoniac à des pressions et des températures extrêmes. Cette étude, parue dans Physical Review Letters, apporte de nouvelles données pour mieux comprendre certaines énigmes de géantes glacées, tels que le caractère inédit de leur champ magnétique.
Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3)
Satellite SVOM : le laboratoire APC livre le masque codé de l’instrument ECLAIRs
ECLAIRs est l’instrument principal de la mission spatiale SVOM, une mission franco-chinoise développée en partenariat avec le CNES, le CEA et le CNRS et qui sera lancée en juin 2022. Une des cibles privilégiées de cette mission spatiale sont les sursauts gamma, des bouffées intenses de rayonnement gamma provenant des confins de l’Univers. Le masque codé, que vient de livrer le laboratoire Astroparticule et cosmologie, permettra de coder le signal de chaque point du ciel avec un motif unique projeté sur le plan de détection. Cette technique permet de localiser l’origine des événements en analysant les ombres uniques projetées par les sources à travers les trous du masque.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU)
ExoMars découvre du chlore dans l’atmosphère de Mars
La sonde européano-russe d’ExoMars, le Trace Gas Orbiter, observe l’atmosphère de Mars à la recherche de gaz traces susceptibles de révéler une activité géologique ou biologique. Elle vient d’y découvrir du chlorure d’hydrogène. Depuis la détection controversée du méthane en 2004 par la mission Mars Express, aucun nouveau gaz martien n’avait été répertorié. Les observations indiquent que le chlore aurait pour origine la poussière, ce qui n’avait jamais été envisagé jusqu’à présent. En effet, le chlorure d’hydrogène a été détecté pour la première fois lors de la tempête de poussière qui a entièrement recouvert Mars en 2018.
Une couche carbonatée sous les océans à l’origine de la tectonique des plaques moderne ?
La tectonique des plaques est rendue possible par le déplacement de la lithosphère sur l’asthénosphère via un découplage mécanique entre ces deux parties du manteau terrestre. Une nouvelle étude suggère la présence de carbonates fondus dans le manteau océanique, au niveau de la limite entre la lithosphère et l’asthénosphère. Étant donné la datation des premiers sédiments carbonatés et des débuts de la tectonique des plaques dite moderne, aux alentours de trois milliards d’années, les scientifiques font l’hypothèse que l’existence d’une telle couche carbonatée pourrait avoir été à l’origine de la stabilisation de cette tectonique des plaques moderne.
Une autruche géante contemporaine des premiers habitants de l'Asie orientale
Il y a environ 1,8 millions d'années, une autruche géante vivait dans ce qui est aujourd'hui la Chine du nord, contemporaine des premiers homininés connus de cette région. C’est ce qu’a révélé l’étude d’un fémur fossile, découvert en 1925 et conservé au Muséum national d’Histoire naturelle de Paris. Le poids de l’autruche a été estimé à 300 kg, soit deux fois celui de l'autruche africaine actuelle, en utilisant une équation permettant de calculer la masse d'un oiseau à partir de la circonférence de son fémur.
Le protoxyde d’azote troposphérique observé depuis l’espace
Le protoxyde d’azote (N2O) est le troisième gaz à effet de serre après le dioxyde de carbone et le méthane en termes de capacité de réchauffement. Ses concentrations en surface sont en augmentation depuis la fin des années 1970, principalement à cause de la fertilisation azotée en agriculture. Mais le N2O est aussi produit pour environ deux tiers par les écosystèmes océaniques et terrestres et la répartition de ses sources demeure incertaine. Pour la première fois, les données du sondeur spatial infrarouge IASI ont documenté les dynamiques spatiales et saisonnières, ainsi que les tendances d’accumulation de ce gaz à l'échelle planétaire sur plus d'une décennie.
Livret Explorations martiennes de l'INSU
Pourquoi la planète Mars nous fascine-t-elle au point d’y envoyer autant de missions ? Avant tout parce que, par son âge, elle ressemble à la Terre. Comprendre sa formation et son évolution nous permet de mieux comprendre celles de notre propre planète. Beaucoup de mystères restent à éclaircir à propos de cette planète qui n’a pas toujours présenté ce visage aride et orangé. Pourquoi son eau liquide, son champ magnétique ou son atmosphère ont-ils quasiment disparu ? Quels sont les mécanismes de son climat ? Le Graal ? Y trouver, bien sûr, des traces de vie ! Les spécialistes vous livrent quelques clés dans ces courts textes.
Directeur de la publication : Antoine Petit
Directrice de la rédaction : Sophie Chevallon
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Comité éditorial : Christophe Cartier Dit Moulin, Stéphanie Younès, Anne-Valérie Foillard-Ruzette (INC) ; Floriane Vidal, Elodie Vignier (INEE) ; Jean-Michel Courty, Pascale Roubin, Linda Salvaneschi, Marie Signoret (INP) ; Pétronille Danchin, Emmanuel Royer (INSMI) ; Agathe Delepaut, Jennifer Grapin, Emmanuel Jullien, Perrine Royole-Degieux (IN2P3) ; Carole Mainguy, Aurélie Meilhon, Pierre Netter, Conceicao Silva (INSB) ; Armelle Leclerc, Nacira Oualli (INSHS) ; Marine Charlet-Lambert, Chloé Rocheleux (INSIS) ; Célia Esnoult, Laure Thiébault (INS2I) ; Dominique Armand, Anne Brès, Marie Perez (INSU).