Édition du 30/03/2021
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)
Pour la fluidité des condensats d’ADN, la taille compte !
Dans nos cellules, l’ADN génomique est stocké sous une forme compacte et condensée. Les mécanismes de condensation ainsi que les propriétés des condensats régulant l’organisation et la fonction du génome sont très étudiés. Dans une étude publiée dans la revue Biophysical Journal, des scientifiques ont caractérisé les condensats en fonction de la taille des molécules d’ADN qui les constituent. Les résultats suggèrent que l’ADN pourrait avoir un comportement de type solide, et potentiellement se fluidifier lorsque les zones d’interaction impliquent des régions d’ADN de tailles plus courtes.
Comment les mycoplasmes mettent en échec le système immunitaire
Pour un pathogène, échapper au système immunitaire de son hôte est une question de survie. Dans une étude publiée dans la revue Science Advances, des scientifiques révèlent un mécanisme grâce auquel les mycoplasmes arrivent à briser les anticorps : les protéines MIB et MIP effectuent une véritable "clé de bras moléculaire". Ces résultats nous éclairent sur la virulence des mycoplasmes, et ouvrent des perspectives pour l'utilisation de MIB et MIP comme outils biotechnologiques dans le domaine des anticorps.
Un nouvel outil permettant de contrôler les gènes par la lumière
L’analyse des gènes en laboratoire s’effectue en modifiant leur activité et en étudiant les conséquences biologiques de ces modifications. De nombreuses techniques permettent d’effectuer de telles interventions mais généralement pas sur des cellules précises d’un tissu ni à un temps donné. Dans cet article paru dans la revue eLife, des scientifiques présentent un outil génétique permettant de modifier n’importe quel gène d’intérêt dans des cellules vivantes en les éclairant avec de la lumière bleue. Cet outil "optogénétique" ouvre de nouveaux horizons en recherche fondamentale, biomédicale ou industrielle.
Des mini-cerveaux pour la recherche en cancérologie
Dans une étude publiée dans la revue Cancer Letters, des scientifiques montrent qu’il est possible d’éliminer les cellules à l’origine de la récidive des cancers du cerveau en ciblant une voie métabolique particulière. Pour valider leurs résultats, ils ont utilisé de mini-cerveaux en culture.
La pollution au plomb, même à très faible dose, nuit à l’apprentissage des abeilles
Les polluants environnementaux ont de nombreux effets délétères sur la biodiversité, même à des doses très faibles. Les métaux lourds ne font pas exception. Dans une étude publiée dans la revue Ecotoxicology and Environmental Safety, des scientifiques ont exposé des ruches d’abeilles domestiques à de faibles doses de plomb trouvées dans l’environnement, et démontré leurs impacts sur le développement morphologique des ouvrières et leurs capacités d’apprentissage et de mémoire.
Contrôle biomimétique d’une prothèse de bras à partir de mouvements naturels
Les prothèses robotiques de bras ont beaucoup progressé mais leur contrôle par une personne amputée reste un problème majeur. Dans un article publié dans Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, des scientifiques ont développé un contrôle original basé sur la reconstruction des articulations manquantes chez l’amputé à partir des mouvements résiduels de moignons et d’information contextuelles. Ils démontrent qu’un réseau de neurones artificiels entrainé sur des mouvements naturels permet de reconstruire les articulations manquantes de manière à contrôler quasi normalement un avatar de bras en réalité virtuelle.
Institut de chimie (INC)
Un sucre au deutérium pour étudier l’amarrage des bactéries sur nos cellules
Les bactéries pathogènes s’arriment aux cellules qu’elles attaquent grâce aux sucres présents sur leur membrane. Un mécanisme crucial à étudier, car il aiderait à soigner ces infections sans renforcer la résistance des bactéries. Pour cela, des scientifiques d’une collaboration franco-tchèque ont modifié un sucre pour qu’il réponde à la cristallographie aux neutrons, une technique qui dévoile comment les bactéries s’accrochent aux sucres. Ces travaux, publiés dans la revue Structure, pourraient s’étendre à des sucres plus complexes pour mieux comprendre différents phénomènes biologiques et proposer de nouvelles stratégies anti-infectieuses.
Nouvelles molécules-aimants à base de thulium
Les molécules-aimants, capables de s’aimanter de manière isolée, pourraient présenter des applications potentielles très importantes pour le stockage d'informations à haute densité, l'informatique quantique ou la spintronique. Comme pour tous les aimants, leur aimantation finit par disparaître par relaxation magnétique. Plus elle disparaît lentement, meilleur est l’aimant. Des scientifiques viennent de montrer que, pour une nouvelle molécule-aimant à base de thulium, plus les molécules sont isolées les unes des autres, plus leur relaxation magnétique est lente. Ces résultats permettront de développer de nouvelles stratégies de synthèse pour aller vers des molécules-aimants toujours plus performantes.
Pollution plastique : la menace cachée des oligomères
L'ampleur de la pollution plastique dans les océans et son impact sur la physiologie de la faune attirent nos yeux vers les conséquences visibles et à grande échelle de ces déchets pour les organismes vivants. Une menace plus insidieuse encore réside dans les fragments de chaînes ou oligomères issus de leur dégradation. Ces molécules sont difficiles à détecter et leur petite taille leur permet de s’infiltrer et pénétrer un peu partout, pourquoi pas dans nos cellules ! Une équipe de scientifiques de l'ICS le montre : même des petites quantités d’oligomères de polystyrène peuvent pénétrer la membrane cellulaire et en perturber des fonctions essentielles.
Quand les nanosciences nous obligent à voir les bulles d'un autre œil
A l’échelle du nanomètre, les lois physiques et thermodynamiques qui gouvernent les propriétés de la matière sont souvent modifiées. Ainsi, l’eau confinée condense plus difficilement et deux liquides miscibles peuvent ne plus l’être, ou vice versa, dans un nanocanal. Un chercheur du LCH s’est récemment attelé à étendre la théorie thermodynamique classique pour modéliser des propriétés essentielles comme la tension du surface, impossible à mesurer à cette échelle. Cette importante avancée théorique est parue dans la revue PNAS et devrait permettre d’optimiser de nombreux systèmes utilisés dans les nanotechnologies.
Du nickel moléculaire dans les futurs ordinateurs quantiques ?
Par rapport à un bit classique, objet élémentaire de mémoire d’ordinateur qui peut présenter deux états, 0 ou 1, un bit quantique peut se trouver en même temps dans les états 0 et 1. Mais cette superposition d’états, utilisée par exemple pour sécuriser les communications, est rapidement détruite par le bruit magnétique généré par les noyaux des atomes du matériau, freinant ainsi leur utilisation. Concevoir des molécules simples capables de générer des bits quantiques protégés contre le bruit magnétique ? Défi relevé par une équipe de l'ICMMO qui vient de synthétiser une nouvelle molécule à base d’ions nickel spécialement conçue pour être insensible au bruit magnétique. Elle pourrait ainsi entrer dans les processeurs quantiques moléculaires des ordinateurs de demain.
Des polymères cycliques pour contrer certaines infections
Clostridioïdes difficile est un pathogène du tube digestif responsable d’infections nosocomiales chez l’adulte, dont les formes graves peuvent aller jusqu’à la mort du patient. Des scientifiques ont réussi la synthèse de polymères macrocycliques capables de prévenir efficacement la croissance de C. difficile, tout en résistant aux dégradations enzymatiques dans le tube digestif. Ces travaux viennent d’être publiés dans Journal of the American Chemical Society et un brevet a été déposé dans la perspective d’un développement pharmaceutique.
Institut écologie et environnement (INEE)
L'Acheuléen en Chine
La datation de tectites, des verres naturels issus de l'impact d'une météorite sur la croûte terrestre, a permis de donner un âge direct de 800 000 ans à des bifaces retrouvés dans les mêmes sédiments sur le site préhistorique de Nalai, en Chine. Ces résultats apportent ainsi un repère chronologique indiscutable à l’Acheuléen, une période du Paléolithique qui a vu naitre les bifaces en Chine. Cette étude est publiée dans Journal of Human Evolution.
La vie en captivité modifie la relation entre le crâne et la mandibule chez le sanglier
La mise en captivité d’un animal sauvage réduit l’intensité des relations entre les structures anatomiques qui le composent. Ce changement pourrait expliquer l’apparition de nouvelles morphologies au cours de la domestication. Ces résultats, étudiés chez le sanglier, sont publiés dans la revue Journal of Anatomy.
Le changement climatique exacerbe la perte de biodiversité
Selon des analyses publiées dans PNAS, le réchauffement climatique accélère la perte de biodiversité, alors qu’à l’inverse, les mesures de protection de la biodiversité pourraient atténuer les impacts du changement climatique. Pour les scientifiques, des approches flexibles de la conservation permettraient des réponses dynamiques aux effets du changement climatique sur les habitats et les espèces.
Parution de Regards croisés sur les pandémies. Écologie, évolution et sociétés
Cet ouvrage, qui vient de paraitre chez CNRS Éditions, étudie les crises épidémiques d’un point de vue écologique et social. En effet, les activités humaines influencent la nature, ce qui favorise l'émergence de maladies. La mondialisation des échanges rend ensuite possible la diffusion de virus à l’échelle planétaire. Les recherches sur les crises actuelles et passées sont indispensables pour modéliser, et donc prévoir, l’évolution du Covid-19 comme des prochaines pandémies, et l’impact qu’elles auront sur nos sociétés.
L’extinction des espèces en danger entrainera une réorganisation des écosystèmes
Dans une étude publiée dans Science Advances, un consortium international de scientifiques montre que l’extinction des espèces considérées "en danger" par l’Union internationale de conservation de la nature modifierait significativement la gamme des fonctions assurées par les autres espèces. Ces modifications, dues majoritairement à l’extinction de grandes espèces à durée de vie longue et à faible fécondité, pourraient altérer le rôle que jouent ces organismes dans le fonctionnement des écosystèmes.
Institut des sciences de l'information et de leurs interactions (INS2I)
Quand la physique quantique défie la thèse de Church-Turing
Dans le cadre de sa chaire annuelle Informatique et sciences numériques 2020-2021 du Collège de France, Frédéric Magniez, chercheur du CNRS et directeur de l'Irif, prononcera sa leçon inaugurale le 1er avril 2021.
Jérôme Lang, lauréat du prix de recherche Humboldt
Informaticien internationalement reconnu pour ses travaux sur la théorie du choix social computationnel, Jérôme Lang, chercheur du CNRS affilié au Lamsade, a obtenu le prix de recherche Humboldt. Assortie d'une bourse de 60 000 euros, cette distinction lui permettra d'effectuer plusieurs séjours d'une durée cumulée d'un an à l'université Heinrich Heine de Düsseldorf et à ’université technique de Berlin, et renforcer ainsi des collaborations initiées parfois depuis plusieurs années avec ses confrères allemands.
Institut des sciences de l'ingénierie et des systèmes (INSIS)
Transformer un miroir en absorbant optique
Une équipe de l'Institut des nanotechnologies de Lyon a montré expérimentalement qu'un dispositif optique réfléchissant, incluant une couche mince de matériau à changement de phase, pouvait se transformer de manière réversible en un dispositif très absorbant. Une centaine de niveaux de réflectivité intermédiaires ont même été réalisés avec un seul dispositif, ouvrant la voie à des composants optiques aux propriétés modulables.
Détection rapide d'un biomarqueur du cancer par une puce microfluidique
Des chercheurs du LAAS-CNRS, en collaboration avec le Centre de recherche en cancérologie de Toulouse, ont montré comment la technologie de puce microfluidique μLAS permettait de concentrer et mesurer en moins d'une minute des micro-ARN, biomarqueurs de cancers.
Les drôles de vibrations de la matière molle
Dans des conditions très particulières, appelées cônes de Dirac, certaines ondes et particules sont conduites sans perte d’énergie à travers de la matière, principalement des structures cristallines très spécifiques. Grâce à un ruban de polymères mous imitant des tissus anatomiques, des scientifiques de l’Institut Langevin et du laboratoire PMMH ont observé les premiers cônes de Dirac dans de la matière molle, permettant un transport très efficace d’ondes élastiques. Ces travaux pourraient aider à comprendre comment les vibrations sonores sont converties en signal électrique dans l’oreille interne, avant d’être transmises au cerveau.
Institut de physique (INP)
Des pelures d'oignon pour manipuler les ultrasons
Des scientifiques ont démontré que les épidermes d'oignons permettent de manipuler des ondes acoustiques à haute fréquence. Ces propriétés, observées pour la première fois dans des matériaux d'origine végétale, pourraient déboucher sur des dispositifs électroniques bon marché et respectueux de l'environnement. Ces résultats sont publiés dans la revue Applied Materials Today.
Des nanochaises pour manipuler la lumière
En concevant des métasurfaces structurées en forme de nanochaises, des chercheurs sont parvenus à fabriquer des lentilles d'une épaisseur comparable à celle d'un virus, capables de modifier la couleur d'un faisceau lumineux, tout en contrôlant sa focalisation. Ces résultats sont publiés dans la revue Optica.
Une sonde haute résolution pour voir et reconnaître les atomes
En utilisant des impulsions électriques dans le domaine térahertz, des chercheurs sont parvenus à augmenter la résolution des sondes atomiques tomographiques utilisées pour analyser chimiquement métaux, semi-conducteurs et biomatériaux. Ces résultats sont publiés dans le revue Sciences Advances.
Quantique : créer de l’intrication à distance en déplaçant des électrons
L'intrication de deux particules est une des clés des technologies quantiques. Dans le cas d'électrons, obtenir une intrication à grande distance est un défi. En exploitant la physique des semi-conducteurs, des chercheurs ont réalisé un contrôle sans précédent sur la manipulation des électrons : ils les ont isolés et déplacés à volonté sur plusieurs micromètres tout en préservant leur caractère quantique. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Nanotechnology.
Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3)
Nouveau résultat intriguant de l’expérience LHCb au CERN
La collaboration LHCb a rendu public à l’occasion des rencontres de Moriond des résultats laissant entrevoir une possible violation d’une prédiction du modèle standard : l’universalité de la saveur leptonique. Les désintégrations impliquant un lepton auraient alors des probabilités différentes de se produire selon qu’il s’agit d’un électron ou d’un muon. Le résultat demande cependant à être consolidé par des analyses et des prises de données complémentaires.
Une nouvelle collaboration autour de la protonthérapie
Le CNRS et le Centre de lutte contre le cancer Antoine Lacassagne (CAL) à Nice viennent de conclure un accord de collaboration qui permettra aux physiciens de l’IN2P3 du CNRS de formaliser la mise en place de projets collaboratifs avec le CAL autour de la protonthérapie.
AIDAinnova : laboratoires et industrie au diapason
Dix millions d’euros, dont 850 000 pour le CNRS. C’est le montant accordé aux membres du programme européen AIDAinnova pour le développement et l’innovation des détecteurs destinés aux expériences de physique des particules, dans le cadre du programme Horizon 2020. La physique des particules nécessitant des équipements de détection hautement spécialisés, souvent à l'échelle industrielle, le projet sera très fortement marqué par la collaboration entre industriels et institutions académiques. Rencontre avec Giovanni Calderini, coordinateur du projet à l’IN2P3.
Institut national des sciences de l'Univers (INSU)
Quantification de la baisse de l’enneigement dans les Alpes européennes depuis 1971
Pour la première fois, une étude a permis de recueillir et d'analyser systématiquement des données d’enneigement provenant de plus de 2 000 stations de mesure dans les Alpes européennes. Les données, qui couvrent la période 1971-2019, montrent que la neige ne diminue pas partout dans la même mesure, mais que la variabilité décennale est similaire dans toute la région alpine. La durée d’enneigement a diminué de 22 à 34 jours au cours des 50 dernières années, en particulier à basse et moyenne altitude.
Le stockage souterrain peut entrainer la fracturation des roches
Notre société s'intéresse de plus en plus au stockage dans les couches rocheuses souterraines, pour l'enfouissement de déchets nucléaires ou industriels, le piégeage du CO2, ou encore l’utilisation de ressources énergétiques. Ces couches sont composées d’un squelette solide et d’un réseau de pores remplis soit d'eau, soit d’un mélange eau/air. Une nouvelle étude montre que, dans ce deuxième cas de figure, les variations de la pression de l’eau peuvent engendrer une tension capillaire et conduire à endommager la roche hôte. Des résultats à prendre en compte dans l'évaluation de la sécurité du stockage géologique.
Prolifération des algues sargasses : le rôle des fleuves écarté
Depuis 2011, l'Atlantique tropical est confronté à une prolifération massive des algues sargasses, avec de graves conséquences environnementales et socio-économiques. Une équipe de recherche vient de montrer que l’augmentation des apports en nutriments provenant des fleuves tropicaux, provoquée par le changement climatique, l'utilisation des terres et/ou l'urbanisation croissante, n’était pas responsable de ce phénomène. Ils ont, pour cela, estimé les flux d’azote et de phosphore des trois plus grands fleuves de la planète (Amazone, Orénoque, Congo) à partir de données in situ et satellites.
Découverte exceptionnelle d’une météorite de 4 565 millions d’années
Une équipe de scientifiques a découvert qu’une météorite trouvée dans le Sahara algérien en mai 2020 provient de la croûte la plus ancienne connue pour une petite planète du Système solaire. C'est une andésite : lave riche en silice, en sodium et en potassium, âgée de 4 565 Ma. L’étude de sa composition a permis de reconstituer l’histoire de la petite planète dont elle est issue. Cette météorite, qui nous renseigne sur l'histoire du Système solaire, cache encore bien des mystères.
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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) ; Louise Charpentier, Aurélie Meilhon, Pierre Netter, Conceicao Silva (INSB) ; Armelle Leclerc, Nacira Oualli (INSHS) ; Marine Charlet-Lambert, Chloé Rocheleux (INSIS) ; Célia Esnoult, Laure Thiébault (INS2I) ; Anne Brès, Ariane Mureau, Marie Perez (INSU).