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Astrophysique

Découverte d’un jeune amas stellaire dans l’Univers lointain

En couplant des observations réalisées à l’aide du télescope spatial Hubble et du télescope Subaru depuis Hawaii, une équipe associant le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), le CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et l’université Paris-Diderot a pu observer une galaxie située à 11 milliards d’années lumière. Les chercheurs y ont détecté un amas géant d’étoiles très jeunes. Ce superamas ne serait pas âgé de plus de 10 millions d’années. Il contient une grande quantité de gaz et semble capable de former l’équivalent de 30 masses solaires en étoiles chaque année. En complétant leurs observations par des simulations numériques, les astrophysiciens ont pu formuler de nouvelles hypothèses de formation des galaxies. Ils pensent en particulier que, contrairement à certains scénarios théoriques, les superamas pourraient vivre suffisamment longtemps, au moins 500 millions d’années, et migrer vers le cœur de leur galaxie pour participer à la croissance du bulbe et du trou noir central. Pour aller plus loin, l’équipe va utiliser les antennes d’ALMA (Atacama Large Millimeter Array), installé au Chili, puis le futur télescope spatial James Webb qui sera lancé en 2018. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS

Astrophysique

Le grand radiotélescope de Nançay fête ses 50 ans

Le 14 mai 1965, il y a tout juste 50 ans, le grand radiotélescope de Nançay était inauguré. Il s’agissait alors de la plus grande antenne au monde dédiée à l’astronomie. Aujourd’hui, grâce à des mises à jour régulières, il occupe la quatrième place mondiale. En 1973, le radiotélescope mettait en évidence la présence du radical hydroxyle (OH) dans une comète. La découverte de ce radical, produit de la destruction de la molécule d’eau par le rayonnement solaire, est à l’origine du développement de l’astronomie cométaire. Nançay fait partie aujourd’hui du réseau mondial des cinq grands radiotélescopes chargé du suivi régulier des pulsars, étoiles à neutrons tournant très rapidement sur elles-mêmes. L’espoir ultime est de détecter la présence d’ondes gravitationnelles produites il y a 13,8 milliards d’années lors du Big Bang. Le site de Nançay accueille aussi une station du radiotélescope européen LOFAR (Low Frequency Array) et ses spécialistes se consacrent à la construction d’un nouvel instrument, NenuFAR (New Extension in Nançay Upgrading LOFAR). La technologie de ce dernier sera réutilisée lors du développement du futur grand radiotélescope mondial SKA (Square Kilometre Array), dont la construction en Australie et en Afrique du Sud débutera dans les années 2020. H. D.

Pour en savoir plus : actualités de la station de radioastronomie de Nançay

Physique

Une désintégration rare observée au LHC

Le Modèle standard de la physique des particules n’expliquant pas tout, notamment la gravitation et la matière noire, les physiciens sont à la recherche d’une théorie plus complète. Actuellement, deux pistes d’investigation sont privilégiées. L’une, directe, espère mettre au jour de nouvelles particules prédites par les modèles hypothétiques ; l’autre, indirecte, consiste à tester les limites du Modèle standard, y compris sur des prédictions concernant des désintégrations très rares. Les collaborations CMS (Compact Muon Solenoid) et LHCb (Large Hadron Collider beauty) installées sur le LHC (Grand Collisionneur de hadrons) viennent d’apporter une nouvelle pierre à la stratégie indirecte. En s’appuyant sur des données recueillies en 2011 et 2012, les chercheurs ont décrit une désintégration très rare d’une particule subatomique, le méson B0s. Selon le Modèle standard, un tel phénomène ne se produirait que quatre fois sur un milliard de désintégrations et n’avait encore jamais été constaté. Il semblerait même que les données du LHC contiennent des indices d’une désintégration encore plus rare, celle du méson B0s. Cette dernière devra être confirmée cependant par le LHC dans sa nouvelle configuration. H. D.

Pour en savoir plus
: dernières nouvelles du CERN

Neurosciences

Le sommeil nous empêche d’élaborer des prédictions

Pourquoi n’avons-nous pas conscience de certains bruits pendant notre sommeil ? Notre cerveau fonctionne par prédictions en utilisant la régularité des séquences sonores. Si cette dernière est rompue, le cerveau produit des signaux d’erreur de prédiction, la Mismatch négativité (MMN) et la P300, responsables de réactions comme la surprise. Une étude réalisée à Neurospin, en collaboration avec l’Institut du sommeil de l’Hôtel-Dieu à Paris, l’Institut du cerveau et de la moelle épinière, le Collège de France et les universités Paris-Sud et Paris Descartes, a consisté à faire dormir des volontaires dans la machine de magnéto-encéphalographie de Neurospin en présence de sons répétitifs. Dès l’endormissement, la P300 disparaît alors que la MMN reste active à tous les stades du sommeil. Cependant, ce signal ne réagit plus pleinement puisque certaines aires cérébrales ne répondent plus au stimulus sonore. La MMN n’est que partiellement maintenue, le système de fonctionnement par erreur de prédiction n’est plus actif pendant le sommeil. Le cerveau n’est alors plus en mesure d’élaborer des prédictions. Il reste capable néanmoins de s’habituer à des sons répétitifs comme le tic-tac d’un réveil, tandis qu’une alarme provoque le réveil. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l’INSERM

Médecine

Comment les dents se réparent toutes seules

Une équipe de chercheurs de l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) et de l’université Paris Descartes est parvenue à expliquer le processus d’autoréparation des dents. Les chercheurs ont extrait d’abord des cellules souches dentaires de la pulpe d’une molaire de souris. Ils ont identifié à leur surface cinq récepteurs spécifiques à la dopamine et à la sérotonine, deux neurotransmetteurs impliqués dans de nombreux processus physiologiques. Si en cas de lésion dentaire, les cellules souches réparatrices sont capables de répondre à la présence de dopamine et de sérotonine, d’où viennent ces deux dernières ? En réalité, la lésion mobilise et active des plaquettes sanguines, chargées de colmater les vaisseaux atteints et libérant une grande quantité de dopamine et de sérotonine, qu’elles contiennent en abondance. Ainsi, cette recherche a permis d’isoler les lignées de cellules souches réparatrices, d’identifier les récepteurs permettant de les reconnaître, de découvrir le signal qui les recrute – la dopamine et la sérotonine – et de mettre en évidence la source de ce signal – les plaquettes sanguines. Il reste à confirmer ces résultats chez l’Homme avant d’entrevoir des applications thérapeutiques. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse de l’INSERM

Médecine

Une bactérie intestinale aux propriétés bénéfiques

En France, 200 000 personnes souffrent de maladie inflammatoire chronique de l’intestin (MICI). Il y a quelques années, une équipe de l’INRA (Institut national de la recherche agronomique) avait établi un lien entre cette pathologie et une diminution de la population de la bactérie Faecalibacterium prausnitzii dans la flore intestinale. Restait une question : la disparition de F. prausnitzii est-elle la cause ou la conséquence de la maladie ? Une collaboration associant l’INRA, l’université de Berkeley, AgroParis-Tech, l’INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale), l’AP-HP (Assistance publique-Hôpitaux de Paris) et l’université Pierre-et-Marie-Curie vient de démontrer que F. prausnitzii a une action protectrice contre le développement d’une inflammation intestinale chez la souris. La bactérie met en œuvre tout un arsenal d’activités métaboliques. Les scientifiques ont retrouvé par exemple de l’acide salicylique, un précurseur de molécules utilisées dans le traitement de patients atteints de MICI, dans l’intestin des rongeurs porteurs de F. prausnitzii. Une inflammation de l’intestin provoque la diminution de la population de F. prausnitzii, laquelle aggrave les symptômes. Les chercheurs pensent que de nouveaux compléments alimentaires contenant la bactérie ou favorisant son développement pourraient enrayer cette spirale infernale. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l’INRA

Biologie

Les ruses moléculaires de l’arabette

Les plantes disposent d’un système immunitaire qui leur permet de lutter contre les agents pathogènes. Leur défense repose sur des récepteurs qui doivent détecter des molécules pathogènes spécifiques appelées effecteurs, chargés de bloquer le système immunitaire de la plante attaquée. La bactérie Ralstonia solanacearum, qui flétrit de nombreuses espèces végétales, a mis en place une stratégie d’invasion très efficace. L’un de ses effecteurs, la protéine PopP2, agit directement au sein du noyau des cellules de la plante d’où elle neutralise les protéines activatrices de la défense immunitaire. Face à cet assaillant, l’arabette (Arabidopsis) a développé une défense originale. Parmi les protéines ciblées par PopP2, l’une d’elles est un leurre qui, une fois « attaqué », déclenche une « alarme » et active les mécanismes de défense. C’est ici l’activité de l’effecteur lui-même qui provoque la réponse immunitaire. Même si PopP2 évolue dans le temps, elle continuera à activer les défenses de l’arabette tant que son système d’attaque restera inchangé. Ce mécanisme, mis au jour par des chercheurs français, ouvre la voie à l’élaboration de nouveaux récepteurs immunitaires pour protéger les plantes. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Biologie

Une protéine surprise à son réveil

Pour les biologistes, comprendre la dynamique des protéines est un enjeu de premier plan. Par exemple, de nombreux médicaments ciblant des protéines, il s’avère nécessaire de savoir interagir avec elles. Une équipe de l’Institut de biologie structurale en collaboration avec l’École polytechnique fédérale de Lausanne a élaboré une méthode d’observation de ces molécules. Le dispositif repose sur une technique de spectroscopie RMN (résonance magnétique nucléaire) mise au point par l’équipe. Dans un premier temps, les scientifiques ont refroidi la protéine étudiée à –168 °C afin de figer ses composants. Puis, ils ont augmenté progressivement la température jusqu’à +7 °C. À –113 °C, les molécules d’eau entourant la protéine se sont réveillées les premières. Ensuite, les chaînes latérales de la protéine se sont animées, suivies à –53 °C par son squelette. À cette température, la protéine est devenue pleinement active. Cette expérience, visant à observer le réveil d’une protéine qui passe d’un état inerte à un état pleinement fonctionnel avec toutes les étapes intermédiaires, est une première. Parmi les débouchés immédiats, elle permet de connaître l’énergie à transmettre à une protéine pour la faire basculer d’un état à un autre. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CEA

Médecine

Un suivi médical en temps réel

Les résultats d’analyses d’une prise de sang ne sont connus que plusieurs heures voire jours après le prélèvement. De plus, ils n’expriment l’état d’un patient qu’à un instant t. Des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) ont mis au point une puce, équipée de biocapteurs, capable de contrôler plusieurs paramètres biologiques d’un individu en temps réel : pH, température, taux de cholestérol, de glucose, de médicaments... De petite taille (1 centimètre de long), elle s’implante aisément sous l’épiderme. Grâce à son module Bluetooth, les données qu’elle recueille peuvent être transmises à un téléphone portable. Elle est alimentée à l’aide d’une batterie contenue dans un patch appliqué sur la peau, lui garantissant une autonomie de fonctionnement de quelques jours à quelques semaines. Utilisée avec succès chez la souris, cette puce ne sera pas testée sur l’Homme avant trois à cinq ans. Si les essais sont concluants, elle pourra permettre de suivre l’effet d’un médicament sur le métabolisme afin notamment d’en ajuster le dosage. Un pas de plus vers une médecine plus précise et personnalisée ! GAËLLE COURTY

Pour en savoir plus : actualités de l'EPFL

Biodiversité

Les effets négatifs de la fragmentation des écosystèmes

La fragmentation d’un écosystème résulte de l’action de l’Homme sur les paysages naturels. Au fil des décennies, ce dernier a divisé les forêts, bois, plaines en petits fragments isolés, séparés par des zones transformées en terres agricoles, villes, lieux de loisirs ou autres. Une équipe internationale composée de chercheurs de sept pays, dont la France, s’est interrogée sur les impacts d’un tel processus. En étudiant l’évolution du couvert forestier à partir d’images recueillies par des satellites sur l’ensemble de la planète, ils ont constaté que dans 70 % des cas, où que l’on soit dans la forêt, une lisière se trouve à moins de 1 kilomètre. Or les lisières ont un effet néfaste sur les espèces animales et végétales originelles au profit d’espèces envahissantes. L’équipe s’est consacrée ensuite à l’étude des données issues de dix expériences de fragmentation à long terme, dont certaines remontent à plus de 35 ans. Il s’avère que la fragmentation par déforestation dans les zones tempérées et tropicales s’est accompagnée d’une réduction de la biodiversité de 13 à 75 %, à laquelle s’ajoute une détérioration des fonctions clés des écosystèmes, comme le recyclage de la matière organique. Selon les chercheurs, il est urgent « d’adopter des mesures de conservation et de restauration des milieux naturels [...] pour endiguer les problématiques d’extinction des espèces et maintenir le bon fonctionnement des écosystèmes ». H. D.

Pour en savoir plus : en direct des laboratoires du CNRS

Paléontologie

Des outils de plus de 3 millions d’années découverts au Kenya

Nos connaissances sur l’évolution humaine viennent de faire un saut de 700 000 ans dans le temps. Une équipe de paléoanthropologues du CNRS (Centre national de la recherche scientifique), de l’INRAP (Institut national de recherches archéologiques préventives) et de l’université de Poitiers a livré les résultats de fouilles entreprises au Kenya sur la rive ouest du lac Turkana. Les chercheurs ont mis au jour des outils de pierre taillée datant de 3,3 millions d’années. Les plus anciens préalablement connus dataient de 2,6 millions d’années et avaient été découverts en Éthiopie. Les outils du Kenya sont de lourds blocs de lave utilisés pour produire des éclats tranchants. Malgré leur aspect rudimentaire, la variété des objets trouvés sur le site indique clairement l’intention des Hominidés vivant sur le lieu de fabriquer des outils. Alors que les scientifiques ont longtemps supposé que les premiers outils de pierre venaient d’Hominidés du genre Homo, cette découverte montre qu’un autre genre nettement plus ancien, peut-être des Australopithèques, avait la capacité d’en fabriquer. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS

Médecine

Le Viagra pour rendre le paludisme « impuissant »

Dans la lutte contre le paludisme, on sait agir aujourd’hui contre les formes asexuées du parasite, mais pas contre ses formes sexuées intervenant dans la transmission de la maladie. Ces dernières se développent chez l’Homme dans les globules rouges de la moelle osseuse avant d’être libérées dans le sang. Suite à une piqûre, elles peuvent être transmises alors à un moustique et participer ainsi à la contamination d’autres personnes. Chez l’Homme, le sang est filtré par la rate qui élimine les globules rouges anormaux, vieux ou rigides. Or les globules rouges infectés par le parasite du paludisme restent déformables et ne sont pas éliminés par ce filtre. Ils peuvent demeurer plusieurs jours dans le sang. Après avoir mis en évidence la voie régulant la déformabilité des globules rouges parasités, les scientifiques ont choisi d’agir par inhibition d’un composé qui favorise cette déformabilité. En testant diverses molécules pharmaceutiques, ils ont constaté que le sildenafil citrate, connu sous l’appellation de Viagra, a le pouvoir de rigidifier les globules rouges parasités, facilitant ainsi leur élimination par la rate. Le Viagra, débarrassé de sa fonction érectile, pourrait donc trouver un débouché dans la lutte contre le paludisme. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS