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Actualités scientifiques 2018 Accueil Sciences du vivant - Centre National de la recherche scientifique

 

Cette page présente quelques publications récentes des laboratoires de l'INSB.

 

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Bercer le cerveau pour faciliter la perception de la parole

En stimulant doucement le cerveau grâce à de faibles courants électriques, un signal acoustique inintelligible peut être rendu compréhensible. Une collaboration internationale entre l’Université de Maastricht, l’Université de Groningen et le Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon a permis de mettre ce phénomène en évidence. Les résultats de cette étude, publiée le 22 janvier 2018 dans la revue Current Biology, démontrent le rôle actif que joue le phénomène de synchronisation neuronale dans la compréhension de la parole et ouvre la voie à de nouvelles applications.

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Le récepteur NMDA, une cible inattendue dans l’Hypertension Artérielle Pulmonaire

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie rare et sévère due au remodelage des petites artères pulmonaires. Sans traitement spécifique, la survie moyenne est de 2,8 ans. Aujourd’hui, les malades sont traités par des médicaments essentiellement vasodilatateurs qui prolongent l’espérance de vie, mais ne sont pas curatifs. Hors des sentiers battus, et de façon inattendue, l’équipe de Sylvia Cohen-Kaminsky a identifié le récepteur NMDA (NMDAR), un récepteur au glutamate connu pour jouer un rôle crucial dans la transmission synaptique neuronale, comme nouvel acteur du remodelage vasculaire pulmonaire conduisant à l’HTAP, et donc comme cible thérapeutique vasculaire potentielle. Cette étude a été publiée le 14 Février 2018 dans la revue Circulation.

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Comment le cerveau protège-t-il nos rêves pendant notre sommeil ?

Des chercheurs du Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon viennent de compléter le décryptage des circuits neuronaux responsables de la paralysie musculaire pendant le sommeil paradoxal, celui où l’on rêve. C’est une découverte majeure pour comprendre certains troubles neurologiques (dus à l’absence de cette immobilité corporelle) qui se manifestent par l’expression des rêves sous forme d’une agitation nocturne violente et incontrôlée. D’importantes perspectives s’ouvrent grâce à ce modèle animal validé par les chercheurs lyonnais. En effet, ces troubles moteurs pendant le sommeil paradoxal s’avèrent constituer un marqueur diagnostique précoce et fiable de la maladie de Parkinson qui démontre le lien étroit entre ces deux pathologies et qu’il sera maintenant possible de déchiffrer. Enfin, ces résultats pourraient aider à comprendre « où » et « comment » sont générés les rêves et tenter enfin de répondre à une question capitale en neurosciences cognitives : à quoi servent les rêves ? Ces travaux ont été publiés le 5 Février 2018 dans la revue Nature Communications.

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Les bases structurales du recrutement de la télomérase dévoilées

L’extrémité des chromosomes est protégée par des structures appelées télomères constitués de séquences répétées d’ADN sur lesquelles viennent se fixer des protéines spécifiques. Les télomères sont essentiels au maintien de l’intégrité du matériel génétique et leur longueur conditionne la capacité proliférative des cellules. Les séquences répétées de l’ADN télomérique sont synthétisées par une enzyme appelée la télomérase dont l’activité permet de compenser l’érosion des télomères au cours des générations successives des cellules. Un travail collaboratif entre l’institut de Biochimie et de Biologie cellulaire de Shanghai, les université de Johns Hopkins et de Boulder, et le Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille a établi les bases structurales et moléculaires du recrutement de la télomérase à l’extrémité des chromosomes de la levure Saccharomyces cerevisiae. Ces travaux ont été publiés dans la revue « Cell » le 11 janvier 2018.

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[Alerte presse] Apprendre à lire, écrire, compter : découvrez le nouvel ouvrage « Psychologie cognitive des apprentissages scolaires »

Comment les enfants parviennent à déchiffrer des mots isolés puis à lire, comprendre et écrire des phrases et des textes de plus en plus élaborés ? Comment les enfants font des calculs simples et complexes et quelles procédures leur permettent d’être de plus en plus efficaces ? Dans l’ouvrage « Psychologie cognitive des apprentissages scolaires » à destination des étudiants, des enseignants, des formateurs et des parents, des chercheurs francophones expliquent les mécanismes cognitifs liés aux principaux apprentissages et mettent en avant le lien nécessaire entre enseignement et recherche. L’ouvrage est organisé en quatre parties : la lecture, l’écriture, les activités numériques, les questionnements autour des apprentissages scolaires.

En librairie à partir du 7 février 2018, édité chez Dunod.

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La face cachée des lésions cérébrales

Quel est l’effet d’une lésion cérébrale sur les connexions du cerveau et leur relation entre les symptômes des patients et l’interruption des connexions cérébrales dues à la lésion ? Pour le savoir, l’équipe de Michel Thiebaut de Schotten a développé un logiciel permettant d’observer des changements au niveau des connexions cérébrales, impossibles à observer à l’IRM. A terme, cet outil permettrait la compréhension des mécanismes fonctionnels du cerveau et la prédiction des symptômes des patients cérébro-lésés. Les résultats sont publiés le 8 février 2018 dans la revue GigaScience.

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La drosophile à l’épreuve du microbiote intestinal

Notre tube digestif abrite une population extrêmement complexe de virus, bactéries et autres champignons, appelée microbiote. Si l’immense majorité de ces microorganismes vit en bonne intelligence avec nous, l’équilibre est fragile et son dérèglement peut avoir de graves conséquences pour notre santé. L’étude des interactions microbiote-hôte est plus aisée chez la drosophile dont le tube digestif ne comporte qu’une dizaine d’espèces bactériennes contre plusieurs centaines chez nous. Cette étude publiée le 14 Février 2018 dans la revue Cell Host Microbe (dont elle illustre la page de couverture) montre comment la drosophile contrôle les bactéries de son microbiote afin d’éviter qu’elles n’affectent son intégrité.

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Autoroutes et routes de campagne pour l’ARN polymérase II

Chez tous les organismes, les ARN polymérases ne transcrivent pas seulement les gènes, mais une fraction beaucoup plus large du génome. La fonction et l’impact de cette transcription omniprésente sur la stabilité et l’expression du génome sont étudiés dans plusieurs laboratoires. Des chercheurs de l’Institut Jacques Monod ont montré que beaucoup d’ARN polymérases ne s’arrêtent pas à la fin des gènes qu’elles transcrivent et contribuent de façon significative à la transcription généralisée du génome. Cependant leur progression en dehors des gènes est limitée : des facteurs ou complexes liant l’ADN ont la capacité de réaliser de barrages qui limitent leur « invasion » des régions « sensibles ». Ce travail a été publié en ligne le 19 Janvier dans la revue EMBO J.

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Gare au dard! Neurobiologie du comportement défensif de l’abeille

Que se passe-t-il dans la tête d’une abeille qui transforme une paisible butineuse en combattante acharnée, prête à mourir pour défendre sa colonie ? Lorsque la colonie est menacée, les abeilles signalent le danger à leurs consœurs par le biais d’une phéromone d’alarme, et usent de leur dard pour repousser l’intrus. Des chercheurs du Centre de Recherches sur la Cognition Animale, avec des collègues de l’Université Paris XIII et de l’Université de Queensland (Australie), ont montré que la perception de la phéromone d’alarme augmente les niveaux de sérotonine et de dopamine dans le cerveau des abeilles, ce qui les rend plus enclines à piquer un objet identifié comme menaçant. Cette étude a été publiée le 31 janvier 2018 dans la revue Proceedings of the Royal Society of London B : Biological Sciences.

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Premier aperçu structural du système de sécrétion bactérien de type IX

Le système de sécrétion bactérien de type IX (T9SS) a été principement étudié chez Flavobacterium johnsoniae et Porphyromonas gingivalis. Chez P. gingivalis, un pathogène humain, le T9SS sert à secréter des protéases qui participent à la parodontite. Il a été montré précédemment qu’un groupe de 4 gènes essentiels nommés porK-N (P. gingivalis) ou gldK-N (F. johnsoniae) exprime le cœur membranaire du T9SS. La protéine PorM (ou GldM), qui est ancrée dans la membrane interne, joue un rôle central dans ce complexe en interagissant avec le complexe de membrane externe PorK/PorN. Des chercheurs du laboratoire Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques, ont résolu les structures atomiques des domaines périplasmiques de PorM et de GldM et proposent un premier modèle de fonctionnement pour les systèmes de sécrétion de type IX. Cette étude a été publiée le 30 janvier 2018 dans la revue Nature Communications.

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Boucles thalamocorticales : des informations bien dirigées pour une décision adaptée

La capacité à prendre une décision adaptée dans un environnement changeant fait intervenir de multiples régions cérébrales interconnectées. Le cortex préfrontal est l’un des sites primordiaux mais ces dernières années ont vu apparaître le rôle important des régions thalamiques. Des chercheurs de l'Institut de Neurosciences Cognitives et Intégratives d'Aquitaine, en s’associant à un groupe de l’Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier, ont pu montrer que le flux d’information entre ces structures se fait aussi bien du thalamus vers le cortex préfrontal que du cortex vers le thalamus. Qui plus est, ces flux antiparallèles sont fonctionnellement complémentaires. Menés chez le rat, ces travaux sont publiés le 6 février 2018 dans eLife.

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Construire un système nerveux fonctionnel

Le système nerveux central (SNC) est le système le plus complexe du corps humain en terme d’architecture comme en terme fonctionnel. Il assure des fonctions aussi complexes que le mouvement et la pensée. Le SNC est composé uniquement de deux types cellulaires: les neurones et les cellules gliales. Les neurones assurent la transmission de l’influx nerveux alors que les cellules gliales sont nécessaires à la fonction des neurones et à leur développement. Cette étude publiée le 25 Janvier 2018 dans la revue Neuron (dont elle illustre la page de couverture) montre comment ces deux types cellulaires s’organisent au cours du développement afin de former un SNC fonctionnel.

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Détruire pour construire : une étape essentielle au développement du cœur

Le cœur est le premier organe à se former et fonctionner pour assurer la distribution de l’oxygène et des nutriments à toutes les cellules de l’embryon. Dès les premières étapes de son développement, le cœur agit comme une pompe grâce aux cardiomyocytes, ces cellules musculaires spécialisées du cœur qui se contractent. La formation de ces cellules est essentielle pour la vie de l’embryon. Un travail collaboratif mené par des chercheurs de l’Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale révèle une nouvelle étape clé dans la différenciation des cardiomyocytes. Ces travaux ont été publiés en ligne dans la revue Circulation Research le 26 Janvier 2018.

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Les mitochondries travaillent dans la cellule à près de 50 °C

Grâce à une sonde fluorescente sensible à la température, véritable thermomètre moléculaire, une collaboration internationale menée par des chercheurs du laboratoire de Neuroprotection du cerveau en développement, a mesuré pour la première fois la température à laquelle travaillent les mitochondries des cellules humaines. Cette température de l’ordre de 50 °C, suggère l’existence d’un gradient thermique important dans les cellules. Outre son incidence sur les mitochondries, la température pourrait influer de façon insoupçonnée sur nombre de processus cellulaires. Cette étude a été publiée le 25 janvier 2018 dans la revue PLOS biology.

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Quand les virus aident à mieux comprendre le fonctionnement du cerveau

L'infection des neurones par certains virus peut perturber le fonctionnement cérébral et le comportement des animaux, sans provoquer de dommages tissulaires. Comment ces virus induisent-ils un dysfonctionnement neuronal ? Pour répondre à cette question, des chercheurs du CNRS, de l'Inserm et de l'Université de Toulouse ont utilisé des souris exprimant une protéine du Bornavirus, qui détourne l'activité d'une enzyme importante pour le bon fonctionnement neuronal, et ont montré qu'elles présentaient une anxiété chronique et des déficits de mémoire. Cette étude est publiée le 29 janvier 2018 dans la revue PNAS.

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L’effet « SNARC » chez les nouveau-nés?

Les humains, à partir de 7 mois, associent les petits nombres à la gauche de l’espace et les grands nombres à droite (effet « SNARC »). Etant donné que la culture module la direction de cette association, ce biais est-il inné ou le résultat d’une influence culturelle? Dans une série d’expériences, des chercheurs du Laboratoire Psychologie de la Perception ont montré que des nouveau-nés âgés de moins de 3 jours se comportent déjà de façon similaire. De surcroît, cette association n’a lieu qu’avec le nombre. Cette étude a été publiée le 18 décembre 2017 dans Current Biology.

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Apprendre au cerveau à s’adapter à la DMLA

La dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) est une maladie incurable de l’œil qui atteint la partie centrale de la rétine alors que la vision en périphérie est préservée.  Aujourd’hui, il n’existe pas de traitement curatif de la DMLA. Des chercheurs du Centre de Recherche Cerveau et Cognition et du Centre de la Rétine à Toulouse laissent entrevoir de nouvelles méthodes de réhabilitation chez les patients. Dans cette étude parue le 8 janvier 2018 dans Scientific Reports, ils utilisent une méthode d’apprentissage perceptif afin d’induire une réorganisation cérébrale permettant d’améliorer les performances visuelles en région périphérique.

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Une cible thérapeutique dans la surcharge lipidique du foie ?

Le foie gras non alcoolique, appelé aussi stéatose hépatique, est une pathologie fréquemment associée à l’obésité, qui se caractérise par une surcharge lipidique du foie. Cette affection peut engendrer des complications hépatiques sévères. A ce jour, il n’existe pas de médicament dédié pour traiter cette maladie. Dans une étude publiée le 9 janvier 2018 dans la revue EBioMedicine, Marc Foretz et son équipe de l’Institut Cochin démontrent que le principal senseur métabolique de la cellule pourrait représenter une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la stéatose hépatique. 

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Le rôle des « usual suspects » dans l’organisation 3D du chromosome de E. coli

Le travail collaboratif de plusieurs laboratoires français a permis de caractériser l’organisation multi-échelle du chromosome chez Escherichia coli. Il révèle comment différents facteurs coopèrent ou s’opposent pour contrôler le repliement du chromosome dans la cellule.  Ainsi, de nombreux contacts dynamiques à différentes distances sont associés au processus de transcription, à la formation de la chromatine ou à l’activité de la condensine bactérienne. Cette étude publiée en ligne le 18 janvier 2018 dans la revue Cell, illustre les différents processus qui contrôlent finement l'organisation spatiale du génome. 

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Séparation des chromosomes dans l’ovocyte : rien ne sert de courir…

Au moins 10% des grossesses humaines produisent des embryons présentant un contenu chromosomique aberrant suite à des défauts de séparation des chromosomes qui ont presque toujours lieu dans l’ovocyte.  Cela induit des anomalies congénitales et représente la première cause d’infertilité. Comprendre l’origine de ces défauts est donc un enjeu sociétal majeur. Des chercheurs d’une équipe du CIRB au Collège de France, ont pu modifier l’organisation du fuseau (qui gouverne l’alignement puis la séparation des chromosomes lors des divisions cellulaires), le faisant passer d’un mode méiotique à un mode mitotique. Ils montrent que ce dernier mode est beaucoup plus délétère pour l’ovocyte. Ce travail a été publié le 12 janvier 2018 dans la revue EMBO Reports.

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Une petite molécule pour une grande cohésion

Le maintien de l’intégrité de la peau est un défi constant pour la survie de l’organisme. Lors de la cicatrisation, un des premiers mécanismes de fermeture de la blessure est la migration des cellules de l’épiderme, les kératinocytes. Ce déplacement suppose une bonne coordination entres les cellules de la peau qui doivent rester cohésives afin de se déplacer de façon efficace. Cette cohésion est assurée par différentes jonctions établies entre les kératinocytes. Des chercheurs de l'Institut Jacques Monod mettent en évidence qu’une petite protéine soluble, appelée galectine-7, contrôle la stabilité des jonctions adhérentes présentes aux contacts entre cellules voisines. Galectine-7 permet ainsi une meilleure efficacité au cours de la migration cellulaire collective. Ces travaux ont été publiés le 6 décembre 2017 dans la revue Scientific Reports.

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Un ancien mécanisme pour savoir où mettre sa tête

La régionalisation antéro-postérieure du système nerveux des vertébrés est mise en place par la voie Wnt. Sébastien Darras du laboratoire de Biologie intégrative des organismes marins, en collaboration avec des chercheurs américains, montre qu'un ver marin, l'hémichordé Saccoglossus kowalevskii, utilise le même mécanisme pour définir son axe antéro-postérieur. Ces résultats qui révèlent l'origine ancienne de ce mécanisme, ont été publiés le 16 janvier 2018 dans la revue PLoS Biology.

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Le mécanisme moléculaire responsable du développement de la maladie de Charcot dévoilé

Des chercheurs du laboratoire Architecture et réactivité de l’ARN, en collaboration avec des chercheurs de l’université Harvard (USA), ont élucidé les mécanismes moléculaires qui gouvernent la synthèse aberrante de longues chaines de polydipeptides dans les cerveaux de patients atteints de Sclérose Latérale Amyotrophique ou maladie de Charcot. Ces résultats ont été publiés le 11 janvier 2018 dans la revue Nature Communications.

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Une pause nécessaire pour se transformer !

La bactérie Streptococcus pneumoniae, communément appelée le pneumocoque, est capable d’intégrer dans son génome des séquences d'ADN présentes dans le milieu extérieur. Ce processus, appelé transformation, nécessite l'induction d'un état physiologique transitoire, la compétence. Des chercheurs du Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires ont publié le 20 novembre dans la revue Nature Communications la mise en évidence d’un arrêt programmé de la division cellulaire lors la compétence, dont le rôle est d’assurer la maintenance de l’intégrité du génome transformé.

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Genèse de la diversité neuronale olfactive: le poisson zèbre éclaire le débat

Chez les vertébrés, les organes sensoriels permettent aux animaux de percevoir les signaux émis par leur environnement. Le bon fonctionnement de ces organes nécessite le développement embryonnaire correct de nombreux types cellulaires. Ainsi, l’épithélium olfactif est composé de plusieurs populations neuronales dont l’origine embryonnaire fait débat. En utilisant des approches élégantes d’imagerie chez l’embryon de poisson zèbre, l’équipe de Patrick Blader au Centre de biologie du développement révèle que, contrairement à des résultats antérieurs, le territoire olfactif embryonnaire génère sa propre diversité neuronale. Cette étude a été publiée le 2 janvier 2018 dans la revue eLife.

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Des interactions rares mais très spécifiques façonnent la structure de l'ADN

Il y a moins de 5 ans, un nouveau niveau d'organisation structurale de l'ADN a été démontré, jouant un rôle clé dans la régulation de plusieurs activités cellulaires et pouvant mener, s'il est altéré, à des pathologies graves. La manière dont les différents éléments de l'ADN interagissent pour donner naissance à ces structures était jusqu'à présent difficile à observer et à quantifier. L'équipe de Marcelo Nollmann au Centre de biochimie structurale démontre que la fréquence d'interaction entre ces régions d'ADN change entre différents types de cellules. Bien que rares, ces changements subtils d'une cellule à l'autre peuvent être d'une importance fondamentale pour la structure de la chromatine, le développement des organismes et dans l'apparition d'éventuelles altérations pathologiques. Ces travaux ont été publiés le 24 novembre 2017 dans la revue Nature Communications.

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Contrôle optique de neurones uniques avec de la lumière sculptée et des opsines somatiques

Les équipes de Valentina Emiliani au Laboratoire de neurophotonique et de Ed Boyden au MIT à Boston (USA), ont élaboré une nouvelle approche qui permet le contrôle spatial et temporel de l’activation neuronale au niveau d’une cellule unique avec une résolution de l’ordre de la milliseconde. Cette approche combine le développement de nouvelles opsines pour l’optogénétique avec des technologies innovantes de mise en forme « holographique » de la lumière. Ceci ouvre la possibilité de sonder la connectivité entre chaque neurone dans un réseau neuronal et de comprendre comment les neurones contribuent ensemble au traitement de l’information. Cette étude a été publiée le 13 novembre 2017 dans la revue Nature Neuroscience.

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La drosophile cultive la symbiose avec ses amis bactériens qui le lui rendent bien

Les relations symbiotiques entre animaux et bactéries sont classiquement étudiées sous l'angle des bénéfices physiologiques apportés par les bactéries intestinales à leur hôte. Une étude publiée, publiée le 26 décembre 2017 dans Cell Metabolism par l'équipe de François Leulier à l’Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon, utilisant le modèle expérimental de symbiose entre la drosophile et sa bactérie commensale Lactobacillus plantarum, met en évidence un élégant mécanisme par lequel la drosophile favorise le maintien de cette association hôte/bactérie dans la durée. Cette symbiose est un prototype de mutualisme nutritionnel dont les mécanismes pourraient être conservés chez les organismes plus complexes.

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