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La lettre d'info des Instituts du CNRS
Flèche gauche Édition du 17/10/2017
En direct des labos

Nouvelles publications scientifiques, créations de laboratoires, annonces de prix, brevets... 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)

Comment les cellules embryonnaires se déforment sans trop se forcer

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Lors de la formation d’un embryon, les cellules exercent des forces d’une durée d’action d’une ou quelques minutes sur leurs voisines en contractant leur squelette interne, ou cytosquelette. Comment les déformations cellulaires sont-elles maintenues, bien après la disparition des forces contractiles ? Pourquoi les cellules ne reviennent-elles pas vers leur état initial, comme le ferait un matériau élastique ? Des chercheurs de l'Institut de biologie du développement de Marseille montrent que les cellules de l’embryon de drosophile « oublient » graduellement leur état de référence en une minute environ. Ce processus dit de « dissipation » repose sur le renouvellement continu du cytosquelette, et permet in fine à des forces transitoires de générer des déformations permanentes lors de la morphogenèse embryonnaire. Cette étude a été publiée le 5 octobre 2017 dans la revue Current Biology.

Comment Mycobacterium tuberculosis joue à cache-cache avec le système immunitaire

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Pour assurer une colonisation efficace et survivre au sein de leur organisme hôte, la plupart des agents pathogènes ont élaboré des stratégies permettant d'atténuer la réponse immunitaire développée lors de l'infection. Les travaux des chercheurs de l’Institut de pharmacologie et de biologie structurale, réalisés en collaboration avec le Centre d'infection et d'immunité de Lille, les Instituts Pasteur de Corée et de Paris, et la société InvivoGen, permettent de comprendre les mécanismes moléculaires mis en place par la bactérie responsable de la tuberculose pour tromper le système immunitaire. Cette compréhension est cruciale pour développer des moyens de lutte appropriés contre ce redoutable pathogène. L’étude a été publiée le 2 octobre 2017 dans la revue PNAS.

Lutter contre l'acidité pour survivre : le bacille tuberculeux n'avait pas dit son dernier mot

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La lutte contre les bactéries infectieuses nécessite la compréhension au niveau moléculaire des stratégies de défense, souvent très élaborées, qu'elles déploient pour désamorcer les défenses de l'hôte. Les équipes de Priscille Brodin au Centre d'infection et d'immunité de Lille et de Roland Brosch à l’Institut Pasteur, en collaboration avec Edouard Yeramian, montrent que pour lutter contre la défense acide, Mycobacterium tuberculosis peut détourner à son profit une voie cellulaire de l'hôte, afin d'induire l'expression d’une protéine conduisant à la dégradation de la pompe à protons. Cette étude a été publiée le 26 septembre 2017 dans la revue Cell Reports.

Un embryon aviaire pour retracer l’histoire d’un cancer métastatique dévastateur de l’enfant

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Le neuroblastome (NB) est un cancer pédiatrique dévastateur, qui tire son origine d’une population de cellules embryonnaires, la crête neurale. Cette particularité complexifie la modélisation des étapes de formation du NB et de sa dissémination. L’équipe de Valérie Castellani à l’Institut NeuroMyoGène, a conçu un modèle biologique inédit de NB, basé sur l’embryon aviaire, qui lui a permis d’élucider des processus clefs de l'émergence du NB et de sa dissémination métastatique. Cette étude qui ouvre la voie au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, a été publiée le 9 octobre 2017 dans la revue Cancer Cell.

Un motif de la paroi de lactobacilles, élément clé pour tamponner les effets de la sous-nutrition sur la croissance

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En cas de sous-nutrition chronique certains lactobacilles favorisent la croissance de leur hôte. Ces observations traduisent le rôle central de l'environnement bactérien dans la réponse physiologique à la sous-nutrition. L’équipe de François Leulier à l’Institut de génomique fonctionnelle de Lyon, en collaboration avec l'équipe de Marie-Pierre Chapot-Chartier à l'institut Micalis, identifie un motif de la paroi bactérienne, l'acide téichoïque d-alanylé, comme impliqué dans le dialogue moléculaire entre la bactérie et son hôte par la stimulation de l'expression et de l'activité d'enzymes digestives. Ce phénomène, décrypté chez la mouche drosophile, se traduit par une meilleure assimilation des nutriments et donc une croissance optimisée malgré un état de sous-nutrition. Cette étude a été publiée le 9 octobre 2017 publiée dans la revue Nature Microbiology.

Institut de chimie (INC)

Des plastiques qui dansent

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Des chercheurs de l’Institut des sciences moléculaires viennent de mettre au point un nouveau type d’actionneur à base de polymères conducteurs. L’originalité du travail ? Pour la première fois, il est possible de déclencher par voie électrochimique une déformation réversible d’un plastique à distance.  Ce processus, qui se déroule sans aucune connexion physique, permet d’actionner beaucoup d’objets simultanément, d’où des applications potentielles dans le domaine de la micromécanique ou de la robotique qui nécessitent une action à distance. Ces travaux sont parus dans la revue Angew. Chem.

Des vaccins contre des agents pathogènes du bioterrorisme

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Dans le but de développer des vaccins contre des pathogènes comme les bactéries Burkholderia, répertoriés comme agents potentiels du bioterrorisme de la catégorie B par le CDC (Centers for Disease Control and Prevention) aux USA, des chercheurs de l’Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers en collaboration avec des équipes de recherche américaines, thaïlandaises et italiennes ont identifié de nouvelles cibles prometteuses contre la mélioïdose et la morve, maladies induites par ces bactéries que l’on trouve dans les pays tropicaux. Ces travaux sont parus dans la revue Nature Communications.

Jean-Marie Tarascon, spécialiste du stockage de l'énergie, couronné du Samson award : une reconnaissance internationale

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Le 3 octobre, le gouvernement israélien a décerné le Samson award 2017 à Jean-Marie Tarascon, professeur au Collège de France, directeur du réseau sur le stockage électrochimique de l’énergie (RS2E) du CNRS. Avec Jens Nielsen, professeur en biologie à l’université de Chalemers, il est un des deux lauréats du prix israélien le plus important dédié à l’innovation. Après la médaille de l’Innovation du CNRS décernée cette même année, Jean-Marie Tarascon se voit ainsi récompensé à l’international pour l’ensemble de ses travaux sur les batteries. Dernièrement, avec son équipe, il a levé le voile sur le rôle des ions oxygènes dans l’autonomie remarquable d’une nouvelle catégorie de matériaux pour batterie.

La transformation des bio-ressources se met au vert

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La conversion énergétique des bio-ressources par voie catalytique repose actuellement sur l’utilisation de catalyseurs à base de métaux nobles comme par exemple le ruthénium, polluants, peu abondants et chers. Les chercheurs de l’Unité de catalyse et chimie du solide  se sont intéressés à l’oxydation d’alcools issus de la biomasse, en acides carboxyliques. Ils viennent de montrer que cette réaction peut être réalisée de manière très efficace avec des catalyseurs moléculaires à base de métaux abondants et non polluants comme le fer ou le manganèse. Ce travail fait l’objet d’une publication dans la revue ChemCatChem.

Machines moléculaires : cuivre et zinc en tandem pour la synthèse d’un rotaxane

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Les chercheurs de l’Institut de chimie de Strasbourg et de l’université d’Osaka viennent de montrer comment coopéraient deux métaux, le cuivre et le zinc, dans la réaction « click » qui conduit à un rotaxane, chaque métal pris individuellement étant incapable d’induire la réaction. Ce résultat, publié dans Chemistry : A European Journal, devrait permettre d’améliorer la compréhension du mécanisme de la réaction et stimuler l’utilisation de molécules complexant deux métaux dans l’induction des réactions de cyclo-addition.

Vers des implants médicaux énergétiquement autonomes

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Des chercheurs du Centre de recherche Paul Pascal, de l’Institut des sciences moléculaires, du Max-Planck Institute for intelligent systems et de l’Institute for microelectronics (Stuttgart) ont mis au point une puce électronique pouvant être alimentée par leur nouvelle micro-biopile enzymatique implantée en conditions physiologiques, comme dans un organisme vivant. Ces résultats sont publiés dans Lab on Chip.

Institut écologie et environnement (INEE)

Choisir son habitat favorise l’adaptation des organismes aux changements environnementaux

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Les changements environnementaux à l’œuvre actuellement ont déjà des effets sur de nombreux organismes. Déterminer si les espèces peuvent s’adapter aux changements de leur environnement et, le cas échéant, à quelle vitesse elles peuvent le faire, représente un défi scientifique majeur. La théorie classique considère que l’adaptation, processus de sélection des individus les mieux adaptés à leur environnement, est limitée par la dispersion, processus par lequel les organismes se séparent géographiquement d'une population d'origine et colonisent de nouveaux habitats, car ces déplacements homogénéisent les populations. Or ces déplacements ne sont pas nécessairement aléatoires : les individus peuvent disperser vers les habitats qui leur conviennent le mieux. Des chercheurs de la Station d’écologie théorique et expérimentale de Moulis, et des universités de Louvain-la-Neuve et Gand (Belgique) ont démontré dans une étude publiée récemment dans la revue Nature Ecology and Evolution l’importance de ce comportement – le choix d’habitat – dans l’adaptation des populations face à une augmentation de température.

Evolution : mise en évidence des mécanismes de spéciations grâce aux escargots du Malawi

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Comment de nouvelles espèces apparaissent ? Quels sont les évènements qui précèdent et entraînent la divergence génétique d’une population ? Quels sont les moteurs de l’évolution ? Ces questions sont complexes et il est souvent impossible d’y répondre pour un groupe taxonomique donné, faute de validation scientifique. Néanmoins, Bert Van Bocxlaer, paléobiologiste au laboratoire Évolution, écologie et paléontologie, a réussi à obtenir certains éléments de réponse en étudiant les escargots qui peuplent le lac Malawi. Ces gastéropodes endémiques, dont l’histoire évolutive a débuté relativement récemment et qui ne comptent que quelques espèces, ont en effet permis de retracer, avec une rare précision, la succession d’évènements qui ont conduit à l’apparition de quatre groupes distincts d’individus. Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Proceedings of the Royal Society.

Traitement des eaux usées en zones humides artificielles : vers une sélection des espèces végétales adaptées pour la métaremédiation

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Une équipe dirigée par Abdelhak El Amrani du laboratoire Ecobio, en collaboration avec des chercheurs américains, publie en octobre 2017 dans la revue Journal of Environmental Management un article fondé sur huit ans d’étude en site pilote (Temacine, Algérie). L'objectif était d’améliorer le traitement et la réutilisation des eaux usées des zones humides artificielles en utilisant les plantes et le microbiome de leur rhizosphère (définie comme la zone située à proximité des racines). Ces huit ans d’étude révèlent que les monocotylédones ont été sélectionnées au cours de l’évolution pour supporter de fortes pollutions en zone humide en comparaison aux dicotylédones. Ces résultats trouvent des applications en métaremédiation.

Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS)

Pour guider un geste, une image 2D peut s'avérer plus efficace qu'une image 3D

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Dans les simulateurs d'entraînement, par exemple pour l'apprentissage de la chirurgie guidée par l'image, le recours à des images 3D semble s'imposer. Pourtant, les résultats obtenus par des chercheurs du laboratoire ICube remettent en cause l'utilité de la 3D. Leurs expérimentations montrent en effet que des images 2D, correctement dotées d'informations de contraste et de couleurs, peuvent guider plus efficacement un opérateur, lui permettant de réaliser plus vite et plus précisément une tâche complexe. Ces travaux sont publiés dans la revue PLOS One.

Un modèle inédit pour des illusions infrarouges

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Afin de modifier et de camoufler la signature infrarouge d’un objet, son rayonnement thermique doit être contrôlé. Or ses propriétés intrinsèques compliquent la manœuvre. Des chercheurs de l’Institut Fresnel, du LMGC, du laboratoire EM2C, de l’IEMN et du Limms proposent un modèle où des capes en métamatériaux lèveraient cet obstacle. Ces travaux sont publiés dans la revue Optics Express.

Institut national des sciences mathématiques et de leurs interactions (INSMI)

Les mathématiques et le contrôle optimal à l’assaut du cancer

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Traiter efficacement un cancer par chimiothérapie est une véritable gageure pour les oncologues. La modélisation mathématique de la chimiothérapie par un problème de contrôle optimal permet d’élaborer des stratégies pour faire décroître les tumeurs le plus vite possible.

Institut de physique (INP)

Agrégation de protéines : un problème de frustration ?

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Des physiciens du CNRS et de l’université de Chicago proposent un nouveau point de vue sur les fibres protéiques associées à la maladie d’Alzheimer : interpréter leur formation comme l’assemblage d’un puzzle aux pièces mal ajustées. Cette étude est publiée dans la revue Nature Physics.

Le stress mécanique détermine la forme des virus

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La forme d’un virus, donnée par sa coque ou capside, peut être régulière et compacte, à la façon d’un icosaèdre, ou bien irrégulière et allongée, comme un cône. Des chercheurs ont démontré que cette forme dépend d’une propriété intrinsèque des protéines qui constituent la coque : la courbure spontanée.

Institut national des sciences de l'Univers (INSU)

Un pompage du CO2 atmosphérique jusqu’à de grandes profondeurs océaniques

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Grâce à une caméra sous-marine développée au Laboratoire d’océanographie de Villefranche-sur-Mer (Lov) et embarquée lors de diverses campagnes océanographiques, des chercheurs du Laboratoire d’études en géophysique et océanographie spatiales et du Lov, ainsi que des chercheurs allemands (Geomar) et américains (Université d’Alaska) ont pu mettre en évidence le long de l’équateur, dans le Pacifique et l’Atlantique, un chemin privilégié pour le transfert vertical de la matière organique produite vers les abysses. L’export de carbone lié à ce transfert (pompage biologique du CO2 atmosphérique par l’océan) se ferait en grande partie vers 3 000 mètres, soit à une plus grande profondeur que celle attendue. Ces résultats devraient permettre une meilleure compréhension du processus de pompage biologique.

La variabilité des stocks biologiques de carbone dans l’océan Austral révélée par les flotteurs BGC-Argo

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Plusieurs décennies de recherche ont été nécessaires pour faire émerger le rôle majeur joué par l’océan Austral dans le cycle du carbone et le contrôle du climat. Toutefois, son éloignement et les conditions météorologiques extrêmes ont rapidement imposé de sérieuses limites à l’acquisition de nouvelles données par les approches classiques, essentiellement basées sur des campagnes océanographiques. Des chercheurs du Laboratoire d’océanographie de Villefranche et du Laboratoire d’océanographie microbienne ont relevé ce défi dans le cadre du projet Soclim (Southern ocean and climate) en utilisant principalement des instruments autonomes pour étudier le cycle du carbone dans cet océan. Les premiers résultats démontrent qu’il est possible de décrire la répartition des stocks de carbone entre différents compartiments biologiques à partir de la nouvelle génération de profileurs instrumentés BGC-Argo, avec une résolution spatiale et temporelle jamais atteinte jusqu’à présent. Cette connaissance est essentielle pour comprendre les mécanismes par lesquels l’océan Austral absorbe le CO2 atmosphérique.

L'impact des phénomènes El Niño extrêmes sur le transport sédimentaire dans les Andes péruviennes occidentales

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Une équipe franco-péruvienne, comprenant des chercheurs de l’Institut des géosciences de l'environnement, du laboratoire Géosciences Rennes et du laboratoire Géosciences environnement Toulouse, vient de montrer que l’érosion des Andes occidentales proches de l’Équateur est induite, pour l’essentiel, par les événements El Niño extrêmes. Dans ce contexte, quel sera l’impact du changement climatique ? La question est à l’étude.

MOSAIC sur l’ELT : un pas de géant vers l’Univers profond

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Les scientifiques du monde entier se réunissent à Tolède en Espagne du 17 au 20 octobre 2017 pour explorer ensemble les capacités uniques de MOSAIC. Ce spectrographe multi-objet sera l’instrument-phare du futur Télescope extrêmement large (ELT), le plus grand télescope au monde travaillant dans le visible et l’infrarouge. Il rendra notamment possible, dans les années 2020, la recherche des plus anciennes structures (premières lumières) de l’Univers, ainsi que le recensement des quantités de matière sombre et invisible dans l’Univers profond.

Directeur de la publication : Alain Fuchs
Directeur de la rédaction : Brigitte Perucca
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Comité éditorial : Christophe Cartier Dit Moulin, Stéphanie Younès (INC) ; Elodie Vignier (INEE) ; Jean-Michel Courty, Marie Signoret, Marine Charlet-Lambert (INP) ; Clotilde Fermanian, Pétronille Danchin (INSMI) ; Lisa Maymon, François Mercier, Perrine Royole-Degieux (IN2P3) ; Jean-Antoine Lepesant, Conceicao Silva, Jeremy Zuber, Marina da Silva Moreira (INSB) ; Armelle Leclerc, Nacira Oualli (INSHS) ; Muriel Ilous, Chloé Rimailho (INSIS) ; Laure Thiébault (INS2I) ; Dominique Armand, Géraldine Gondinet (INSU).