Édition du 05/07/2022
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)
Comprendre la régulation des gènes dans le cycle cellulaire grâce au deep-learning
Dans une étude publiée dans Nature communications, des scientifiques développent un nouvel outil pour étudier le cycle cellulaire combinant séquençage unicellulaire à haute-résolution et deep-learning pour reconstruire des cartes d’expression génique du cycle cellulaire. Ainsi, "DeepCycle" permet de mieux comprendre la régulation des gènes ainsi que les facteurs impliqués dans ce processus. Cette avancée technologique constitue un outil puissant qui peut être appliqué à un large éventail de systèmes, des lignées cellulaires aux pathologies humaines.
Du virus SARS-CoV2 caché dans les plaquettes sanguines prédit l’entrée en phase critique du Covid-19
Dans une étude parue dans la revue Cellular and Molecular Life Sciences, des scientifiques montrent que la présence du virus SARS-CoV-2 infectieux dans les plaquettes est un marqueur sanguin prédictif d’une forme de Covid-19 critique. Les plaquettes sont alors capables de transférer l’infection aux cellules de l’immunité innée. Ce processus peut être bloqué par un médicament antiplaquettaire utilisé en cardiologie : l’abciximab.
Le hasard fait bien les choses !
Nous sommes toutes et tous issus d'une cellule unique qui se multiplie d'abord en cellules identiques, et qui ensuite se différencient les unes des autres. Après de nombreuses étapes de différenciation, des cellules aussi diverses que celles de la peau ou de l'intestin sont produites. Dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, des scientifiques montrent que le hasard peut décider de la future identité de la cellule.
Comment les variants de SARS-CoV-2 sont-ils sélectionnés ?
Les variants préoccupants de SARS-CoV-2 comme Alpha, Delta ou Omicron se sont répandus rapidement dans le monde entier. Leur succès évolutif dépend de façon complexe du nombre de personnes qu’un individu atteint par le virus infecte à son tour, du timing de ces infections, et de la fréquence des contacts. Un article paru dans la revue eLife clarifie ces relations grâce à la modélisation mathématique, et permet de mieux comprendre les caractéristiques de ces variants.
Caractérisation d’un acteur-clé de la résistance bactérienne
La médecine moderne est aujourd'hui confrontée à l’apparition de plus en plus fréquente de bactéries pathogènes résistantes aux traitements par antibiotiques. Les conséquences sont désastreuses pour la société et, plus particulièrement, pour les personnes infectées par ces bactéries. Dans un article publié dans la revue Structure, des scientifiques décrivent la structure tridimensionnelle de GacS, protéine-clé dans le développement de la résistance chez Pseudomonas æruginosa.
Institut de chimie (INC)
Systèmes complexes : dessine-moi la réponse optique
S’il est relativement simple de décrire la manière dont un atome, une molécule ou un solide absorbe, émet, ou diffuse une lumière, l’exercice se révèle beaucoup plus délicat pour les systèmes hybrides ou composites. Des scientifiques proposent une approche originale, utilisant des principes fondamentaux de la physique du solide, qui permet de décrire l’ensemble des processus à l’œuvre lors de l’interaction lumière - système composite, en incluant explicitement les interactions entre ses différents composants, donnant ainsi accès à des informations uniques sur leur composition et leur structure.
Générer des benzénoïdes à l’envi via l'intelligence artificielle
Les propriétés électroniques (conductivité, magnétisme…) des benzénoïdes, constitués de cycles de carbones hexagonaux et d’hydrogènes fusionnés en structure de nids d'abeilles, permettent d’envisager l’utilisation de ces molécules en nanoélectronique. Mais leur synthèse étant complexe, des scientifiques ont développé une application qui permet, quel que soit le nombre de cycles, de générer toutes les structures associées à une propriété recherchée. Une avancée qui devrait permettre aux chimistes d’orienter leurs synthèses vers des molécules prometteuses.
Mission Rosetta : douze molécules organiques clairement identifiées grâce aux données revisitées
En 2014, la mission spatiale européenne Rosetta a placé son atterrisseur Philae à la surface de la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko pour analyser les propriétés de surface et la composition chimique du noyau de la comète. L’objectif ambitieux de cette mission était de déchiffrer les origines chimiques de la vie. Malgré un atterrissage "non nominal", de précieuses données ont pu être collectées pendant un temps très court. Elles ont été revisitées par des chimistes qui dévoilent, dans Angewandte Chemie International Edition, les douze molécules organiques clairement identifiées à ce jour dans la matière cométaire analysée.
Des complexes bio-inspirés dans le vent
Les complexes inorganiques de synthèse à base de manganèse sont d’excellents candidats pour traiter certaines maladies inflammatoires dues au stress oxydant. Cependant, une fois dispersés dans le milieu biologique, il est très difficile de suivre leur devenir pour comprendre, modéliser et optimiser leur activité biologique. Des chimistes viennent de montrer comment la chimie analytique permet enfin d'y parvenir en les séparant grâce à leur taille et à leur résistance au vent dans un flux de gaz. Ces résultats sont à retrouver dans la revue Angewandte Chemie International Edition.
Institut écologie et environnement (INEE)
Des micro-organismes qui aident les huîtres à mieux survivre aux maladies
Le rôle des microorganismes est essentiel pour la santé des huîtres : tout juste nées, leurs larves qui interagissent avec une communauté microbienne sont stimulées de manière durable et résistent mieux aux maladies toute leur vie. Une étude publiée dans Microbiome montre que cette capacité peut également se transmettre à la génération suivante et que le système d’information épigénétique joue un rôle majeur pour mémoriser cette empreinte microbienne. Ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses d’application pour induire une amélioration durable de la survie des espèces aquacoles face aux maladies.
En Guyane, même si la déforestation est faible, le déclin de la biodiversité est drastique
Une étude publiée dans Nature Communications montre qu’un faible taux de déforestation provoque un déclin drastique de la biodiversité en Guyane et affecte en particulier les espèces considérées comme en danger, ainsi que celles ayant des fonctions particulières, telles que les poissons herbivores ou les grands mammifères prédateurs. Ces modifications pourraient altérer le rôle que jouent ces organismes dans le fonctionnement des écosystèmes, ainsi que les services qu’ils procurent aux sociétés humaines.
Les vertébrés à "sang froid" nous donnent une leçon sur le ralentissement du vieillissement
Une étude d’une ampleur inédite publiée dans Science par une équipe internationale de 114 scientifiques lève le voile sur le vieillissement des ectothermes. Utilisant les reptiles et amphibiens comme modèles d’étude, des chercheurs ont montré que ces organismes présentent une grande variabilité de leur vitesse de vieillissement et que de nombreuses espèces (salamandres, tortues) présentent un vieillissement très ralenti. Pour la première fois, ils ont exploré les mécanismes responsables de l’importante variabilité de la longévité et des taux de vieillissement chez ces animaux.
Institut des sciences humaines et sociales (INSHS)
Se déplacer dans les périphéries des villes africaines : les "taxis-clandos" de Dakar
Réfléchir aux mobilités urbaines en Afrique subsaharienne : tel est l’objet des travaux menés dans le cadre d’un partenariat entre le Laboratoire aménagement économie transports et l’Institut de la gouvernance territoriale de l’université Cheikh Anta Diop de Dakar. Dans la capitale sénégalaise, désignée ville-pilote, le transport informel par les taxis clandestins assure toujours une part importante des déplacements motorisés, en particulier en périphérie. Des enquêtes de terrain pour caractériser le fonctionnement des "taxis-clandos" ont donné lieu, en juin 2022, à une première publication.
Institut des sciences de l'information et de leurs interactions (INS2I)
Vincent Reverdy, la complexité des programmes informatiques
Vincent Reverdy a rejoint le Laboratoire d'Annecy de physique des particules en tant que chercheur du CNRS. Il travaille sur la question de la complexité des programmes informatiques, et en particulier ceux utilisés en physique et en astrophysique numérique.
Nicolas Keriven : compresser des données et des graphes pour mieux les étudier
À la manière d’une image, les jeux de données peuvent être compressés si l’on en a auparavant identifié les principales structures. Nicolas Keriven, chercheur au laboratoire Grenoble images, parole, signal, automatique, compresse ainsi des graphes afin de faciliter leur exploration par des algorithmes d’apprentissage. Il a été récompensé par le SIAM Activity Group on Imaging Science Early Career Prize à la conférence SIAM 2022.
Accélérer l’étude des versions d’un logiciel grâce à un assemblage incrémental
Le passage de lignes de code à un logiciel fonctionnel s’appelle un build, et représente un concept absolument crucial pour le développement logiciel. Différents types de builds sont disponibles, comme les builds incrémentaux qui intriguent des chercheurs de l’Institut de recherche en informatique et systèmes aléatoires. Leurs derniers travaux expliquent en quoi ils peuvent offrir d’importants gains de vitesse et d’économies de ressources, et ont été retenus pour la conférence ICSE 2022.
Florent Leclercq, à l’interface entre intelligence artificielle et cosmologie
Florent Leclercq a rejoint l'Institut d'astrophysique de Paris en tant que chercheur du CNRS. Son domaine est à l’interface entre l’intelligence artificielle et la cosmologie, la branche de l’astrophysique qui vise à décrire l’Univers entier comme un système physique et à étudier son origine, sa structure, sa composition et son évolution.
Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS)
Des microalgues peuvent détecter une source lumineuse à partir d’un seul photon
Le plancton se déplace en fonction de la lumière, grâce à une surprenante capacité de détection. Des chercheurs du laboratoire Matière et systèmes complexes ont en effet montré qu’un seul photon pouvait suffire à attirer des microalgues de type Chlamydomonas reinhardtii. Ces travaux pourraient aider à la culture des algues et nous éclairer sur la formation des marées vertes.
Adapté à l’air comme au vide, un lubrifiant solide pour les engins spatiaux
Les engins spatiaux sont soumis à des contraintes extrêmes, si bien qu’il n’existait pas de lubrifiant solide capable d’en protéger les mécanismes dans toutes les situations. Des chercheurs de laboratoires implantés en France, au Luxembourg et au Canada ont développé un prototype qui ne souffre pas de l’oxydation à l’air libre et qui fonctionne mieux que les solutions actuelles dans le vide. Ces travaux ont abouti à un dépôt de brevet.
Comment s'arrête une goutte d'eau qui s'étale sur une surface froide
L'étalement d'une goutte d'eau sur une surface très froide s'arrête rapidement. Ce phénomène est lié à la formation de microcristaux de glace sur la ligne d'interface entre le liquide et le substrat. Des chercheurs du Laboratoire d'hydrodynamique et de l'Institut Jean Le Rond d'Alembert, qui ont identifié ce mécanisme, ont également démontré que le rayon de l'étalement dépend des propriétés thermiques du substrat. Ces avancées dans la compréhension de l’accrétion de glace pourraient intéresser l'aéronautique.
Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions (INSMI)
Optimalité universelle et interpolation de Fourier
Danylo Radchenko, chercheur du CNRS au Laboratoire Paul Painlevé, décrit les résultats qu’il a obtenus avec ses collaborateurs Henry Cohn, Abhinav Kumar, Stephen D. Milleret et Maryna Viazovska, dans l'article intitulé Universal optimality of the E8 and Leech lattices and interpolation formulas à paraître dans la revue Annals of Mathematics.
Institut de physique (INP)
Une histoire précoce de la Terre à la lumière du paradoxe du xénon manquant
En montrant expérimentalement, pour la première fois, que le piégeage du xénon dans des minéraux silicatés à haute pression et à haute température conduit à son fractionnement isotopique, des scientifiques ont résolu le "paradoxe du xénon manquant" et proposé un scénario relatif à l’histoire précoce de la Terre. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature.
Des bornes quantiques au chaos
En physique théorique fondamentale, le comportement chaotique des systèmes classiques non linéaires est un effet omniprésent résultant de l’imprévisibilité de leur dynamique complexe. Dans un travail récent, des physiciennes et des physiciens théoriciens montrent que des limites au chaos, imposées par la mécanique quantique, sont déterminées par un principe universel d'équilibre thermique. Ces travaux sont publiés dans la revue SciPost Physics.
Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3)
Einstein Telescope : les études de faisabilité du détecteur géant démarrent
Le 12e symposium Einstein Telescope (ET), qui s’est tenu à Budapest les 7 et 8 juin derniers, a marqué le véritable démarrage de la collaboration ET. La large communauté de quelques 1 200 physiciennes et physiciens est désormais fin prête pour donner vie à ce vaste projet de détecteur européen d’ondes gravitationnelles de troisième génération. Un instrument de 10 km de long, dix fois plus sensible que ses actuels prédécesseurs Virgo et Ligo.
Détecteurs LHC : des particules suivies à la trace
Le LHC, l’accélérateur géant du CERN vient de redémarrer après trois ans de mise à l’arrêt. Cette période de maintenance a été l’occasion d’améliorer les performances et de rénover ses quatre principales expériences, notamment leurs détecteurs de traces, les trajectographes. Tout est désormais en place pour tirer parti du déluge de données promis par l’augmentation de la cadence des collisions entre protons.
Interview de Jacques Marteau, médaillé de l'innovation 2022
Jacques Marteau, enseignant chercheur et physicien des particules au CNRS, est à l'origine de Muodim, une startup créée en 2021 pour commercialiser des offres d'imagerie de grandes structures par la technique de la muographie. Une initiative qui lui a valu de recevoir des mains de la ministre de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, le 16 juin dernier, la médaille de l'innovation du CNRS. Nous lui avons posé quelques questions sur son projet.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU)
Zoom sur la réactivité des minéraux argileux
Les minéraux argileux sont des composants très fréquents des environnements de surface avec des propriétés remarquables (stockage de nutriments, rétention d’eau, etc.) Une équipe de scientifiques a réalisé une revue focalisée sur les apports des approches moléculaires à notre compréhension des comportements des systèmes argileux.
Les échantillons de l’astéroïde Ryugu révèlent la composition la plus primitive du système solaire
Les premiers échantillons de l’astéroïde Ryugu révèlent la composition la plus primitive du système solaire. Les fragments de l’astéroïde sont principalement composés de matériaux dont la composition est similaire au Soleil. La météorite Ryugu sera étudiée au niveau international en tant que nouveau matériau de référence du système solaire.
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Comité éditorial : Christophe Cartier Dit Moulin, Stéphanie Younès, Anne-Valérie Foillard-Ruzette (INC) ; Floriane Vidal, Elodie Vignier (INEE) ; Pascale Roubin, Linda Salvaneschi, Marie Signoret (INP) ; Pétronille Danchin, Emmanuel Royer (INSMI) ; Jennifer Grapin, Emmanuel Jullien, Perrine Royole-Degieux (IN2P3) ; Louise Charpentier, Aurélie Meilhon, Pierre Netter, Conceicao Silva (INSB) ; Armelle Leclerc, Nacira Oualli (INSHS) ; Marine Charlet-Lambert, Chloé Rocheleux (INSIS) ; Estelle Hutschka, Laure Thiébault (INS2I) ; Anne Brès, Léa Lahmar, Marie Perez (INSU).