Les microtubules sont les composants majeurs du fuseau mitotique, indispensable au bon déroulement de la division des cellules. Afin de clarifier les mécanismes moléculaires à l’origine de leur formation, deux équipes de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (IPBS, CNRS/Université Paul Sabatier - Toulouse III) et du Centre de recherche en pharmacologie-santé (CRPS, CNRS/Pierre Fabre médicament), ont résolu la structure atomique d'une protéine clé dans l’assemblage du fuseau au cours de la division. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Nature Structural & molecular biology le 3 juillet 2011.

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Certaines synapses de l’hippocampe sont reconnues pour leur inaptitude à la potentialisation à long terme des récepteurs synaptiques du glutamate, plasticité fondamentalement impliquée dans le processus de mémorisation. Des chercheurs de l’Institut interdisciplinaire de neurosciences (IINS, CNRS/Université Bordeaux Segalen/Université Bordeaux 1) montrent que ces synapses peuvent devenir compétentes pour une telle plasticité, mettant en évidence un phénomène nouveau de « plasticité de la plasticité synaptique ». Ces travaux ont été publiés le 1er mai 2011 dans la revue Nature Neuroscience.

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La perception visuelle est utile au cerveau pour prédire les stimuli auditifs émis par un interlocuteur. Des scientifiques du Laboratoire de neurosciences cognitives (LNC, Inserm/ENS Paris) et du Centre de recherche de l’institut du cerveau et de la moelle épinière (CRICM, CNRS/Inserm/UPMC) démontrent que l’exécution de ce phénomène d’intégration multisensorielle de l’information se traduit par des changements de fréquence et de distribution spatiale de l’activité corticale. Ce travail a été publié le 8 mai 2011 sur le site de la revue Nature Neuroscience.

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Observer et caractériser des mécanismes biologiques élémentaires en temps réel sur des cellules vivantes est devenu un enjeu majeur pour les sciences du vivant. Une équipe de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale (CNRS/Université Paul Sabatier - Toulouse III) a identifié, par vidéo-microscopie au niveau de la cellule unique, le mécanisme biophysique qui caractérise le transfert par électroperméabilisation des ARNs interférents dans les cellules. Ces résultats ont fait l’objet d’un article publié dans la revue PNAS le 13 juin 2011.

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Le site archéologique de Mapungubwe des centres « urbains » des Royaumes Bantus de Monomotapa a-t-il été occupé du VIIIe au XIXe siècle comme l’affirment les premiers archéologues à s’être rendus sur les lieux, ou seulement jusqu’en 1290 comme semble indiquer une datation des années 1980 d’artefacts au 14C ? L’analyse RAMAN des pigments contenus dans 175 perles de verre colorées menée par des chercheurs du Laboratoire de Dynamique, Interactions et Réactivité (CNRS / UPMC) et du département de physique de l’Université de Prétoria permet aujourd’hui de trancher : les pigments, mis au point à différentes périodes allant jusqu’au XIXe siècle, confirment les hypothèses des premiers archéologues. Ces résultats font l’objet d’une publication dans le Journal of Archeological Science.

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On pensait que seuls les oiseaux de petite taille pouvaient faire baisser leur température pour économiser de l'énergie. Une équipe française de Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC, CNRS/Université de Strasbourg 1), vient de montrer, dans une étude à paraître dans Nature Communications, que le poussin du manchot royal, qui pèse jusqu'à 10 kg pendant sa longue croissance hivernale, est capable de réduire substantiellement sa température corporelle.

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Une collaboration entre deux équipes de recherche du laboratoire Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques (CNRS/UPMC/Université Paris-Sud 11) et de l'Institut de Physique de Rennes (CNRS/Université Rennes 1) a permis de progresser dans la compréhension d'écoulements de grains, par exemple le sable. La manière dont un matériau composé de grains s'écoule autour d'un objet a des répercussions sur des situations pratiques très variées. Le transport et le prélèvement de poudres ou de granulats, la formation de cratères d'impact météoritique, la pénétration de projectiles dans les sols, ou encore la locomotion animale dans les zones désertiques sont des exemples parmi d'autres où des matériaux granulaires s'écoulent autour d'un objet ou d'un obstacle.

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L'association de chercheurs et d'ingénieurs du laboratoire XLIM (CNRS/Université de Limoges), de l'université de Tokyo et de la start-up Leukos a conduit à l'observation sous toutes ses coutures d'un organisme bien connu des biologistes, le ver Caenorhabditis elegans. Les tout derniers résultats en matière d'imagerie d'échantillons biologiques ont été obtenus sous illumination par un laser blanc (supercontinuum) en combinant les techniques de microscopie et de spectroscopie pour accéder à des informations à la fois structurelles (ou anatomiques : dimensions, forme, constitution des organes…) et fonctionnelles (ou « en action » : métabolisme cellulaire…).

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Une équipe de l’Institut d’Electronique Fondamentale (CNRS/Université Paris-Sud 11), en collaboration avec des équipes de Grenoble (CEA SP2M, SPINTEC) et de San Diego (CMRR UCSD), a démontré qu’en utilisant des sites de piégeage artificiels réalisés par lithographie dans des matériaux magnétiques où les parois ont des dimensions comprises entre 1 et 10nm, il est possible de créer des sites d’ancrage très stables... Ce travail a des implications importantes dans le domaine des mémoires solides ultra denses. En effet, imaginez une mémoire d’ordinateur aussi rapide et robuste qu’une mémoire RAM, aussi dense en informations qu’un disque dur, et qui ne s’effacerait pas lorsqu’on coupe l’alimentation, comme une mémoire flash. Elle serait également peu coûteuse et compatible avec les technologies de fabrication actuelles.

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En 1953, Nicholas Metropolis, Arianna W. Rosenbluth, Marshall N. Rosen- bluth, Augusta H. Teller et Edward Teller, ont inventé un algorithme permettant d’engendrer une distribution statistique pour un problème à N corps, grâce à la construction d’une chaîne de Markov convenable. Généralisé par K. Hastings en 1970, l’algorithme de Metropolis joue un rôle très important en mécanique statistique et en chimie physique, et est considéré comme un des fondements de la méthode de recuit simulé, une importante méthode d’optimisation dont les applications prolifèrent. Toutefois, dans la plupart des cas, aucune estimation précise de la vitesse de convergence de cet algorithme n’est connue.

Une collaboration entre des mathématiciens de Stanford et du Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné (CNRS/Université de Nice Sophia-Antipolis) a permis d’établir une estimation précise de la vitesse de convergence d’un l’algorithme de Metropolis local pour la distribution de N boules de rayon r sans recouvrement dans un domaine de l’espace.

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Des physiciens viennent de calculer avec précision le taux de conversion entre les deux états ortho et para de la molécule d’hydrogène H₂. Cette conversion joue un rôle central dans de nombreux phénomènes astrophysiques : refroidissement des petits objets proto-galactiques, formation des étoiles, chimie du deutérium, …

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Le couplage d’un système quantique avec son environnement conduit à la perte de ses spécificités quantiques, c’est ce que l’on appelle la décohérence. C’est un problème important lorsque l’on cherche à atteindre les limites ultimes de sensibilité dans les mesures sur des systèmes quantiques. Deux physiciens du Laboratoire de Physique Théorique (CNRS / Université Toulouse III - Paul Sabatier) viennent de proposer un protocole de mesures dans lequel le phénomène de décohérence ne serait plus l’obstacle essentiel à l’amélioration de la sensibilité.

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