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C’est parti ! Le grand collisionneur de hadrons – le LHC – sera mis en route cet été. Son objectif : découvrir les composants ultimes de l’Univers et les lois qui les gouvernent. Plongée dans les entrailles de la machine, à laquelle ont participé de nombreuses équipes du CNRS…

Dans les locaux de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (Cern), près de Genève, c’est l’ébullition. Dans quelques semaines, la machine la plus colossale que l’être humain ait jamais réalisée – le grand collisionneur de hadrons1, ou LHC, – va démarrer. L’effervescence est à la hauteur de l’enjeu : voilà près de quinze ans que des milliers de chercheurs et d’ingénieurs du monde entier, dont ceux de onze laboratoires de l’Institut national de physique nucléaire et de physique des particules (IN2P3) du CNRS, travaillent à la réalisation de ce mastodonte, un anneau de 27 kilomètres de circonférence installé à 100 mètres sous terre sous la frontière franco-suisse. Le LHC, la machine qui valait trois milliards d’euros, est aujourd’hui le plus grand accélérateur de particules du monde.

Extraits du site du CNRS

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Quand on évoque le cycle du carbone dans les océans, c’est le plancton qui vient immédiatement à l’esprit. Mais des travaux publiés dans Nature le 27 août suggèrent que le rôle des virus a été amplement sous estimé. Après avoir étudié 232 échantillons de sédiments recueillis à grande profondeur, une équipe internationale (Italie, France, Etats-Unis) conclue que les virus sont la principale cause de mortalité des micro-organismes vivant au fond des océans, avec des taux de mortalité proche de 100% au delà de mille mètres de profondeur.

Selon les chercheurs, on dénombre pas moins de 4000000000000000000000000000000 (4×1030) virus dans les océans. Quand les bactéries décèdent de mort naturelle, elles sont consommées par des organismes plus grands. Mais quand elles succombent à un virus, elles explosent et libèrent leur carbone dans l’eau, ce qui le rend utilisable pour nourrir d’autres bactéries. Un mécanisme qui accélère le cycle du carbone dans les océans. Les virus sont la première cause de production de matière organique à grande profondeur.

La vie abyssale reste largement méconnue, tant les conditions d’études sont difficiles à grande profondeur, et pourtant elle représente environ 10% de la biomasse vivant sur notre planète. Dans ce monde inhospitalier pour l’homme, des pressions gigantesques règnent (par exemple, trois cent fois la pression atmosphérique à 3000 mètres), qui obligent les chercheurs à déployer du matériel considérable pour aller chercher et remonter des échantillons et les étudier sans modifier les caractéristiques de leur environnement. Financés par l’Union européenne dans le cadre du projet HERMES (1), les travaux portent sur des profondeurs de 165 à 5000 mètres.

Au delà d’une meilleur connaissance des conditions de vie sous la surface des océans, les chercheurs insistent sur le rôle de ces virus dans la séquestration naturelle du carbone dans les océans. Aujourd’hui, les modèles de prévisions climatiques ne tiennent pas compte de l’intense production de carbone provoquée par les virus sous-marins. Pour espérer mieux comprendre le cycle du carbone, il faudra donc en savoir plus sur la spectaculaire bataille que se livrent virus et bactéries dans les abysses.

(1) Hermes: Acronyme anglais de Recherches sur les points chauds des écosystèmes aux marges des eaux européennes.

en savoir plus Sciences et Vie

Une expérience réussie chez la souris par une équipe de chercheurs belges et français.

Les recherches sur les cellules embryonnaires (chez la souris) viennent de franchir une nouvelle étape, ouvrant potentiellement, mais dans un avenir encore lointain, des possibilités de traitement et de meilleure connaissance de plusieurs maladies neurologiques et psychiatriques.

Une équipe conduite par Pierre Vanderhaeghen de l’Université libre de Bruxelles (ULB) en collaboration avec Afsaneh Gaillard (CNRS, université de Poitiers, France), vient en effet de réussir à transformer in vitro des cellules embryonnaires de souris en neurones du cortex cérébral (Nature, 17 août 2008, en ligne). Le cortex (la couche extérieure du cerveau) est une des structures les plus complexes de cet organe, constituée de cellules nerveuses ou neurones, qui peuvent être le siège de maladies comme les épilepsies, les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ou la maladie d’Alzheimer.

Pour qualifier son travail, Pierre Vanderhaeghen n’hésite pas à parler de corticogenèse dans la mesure où la culture génère une sorte de tissu de cellules organisées entre elles plutôt qu’un type de cellules bien déterminées. Dans un deuxième temps, cette même équipe a greffé avec succès dans des cerveaux ces neurones générés entièrement en laboratoire. Au bout d’un mois, l’examen des cervelles des rongeurs a permis de constater qu’ils s’étaient connectés dans le cerveau en formant des circuits appropriés. Autrement dit, ces neurones étaient devenus entièrement fonctionnels, les cellules ciblant des endroits bien précis que le cortex cérébral aurait lui aussi choisi.

Une ressource abondante

D’autres équipes avaient déjà fabriqué des neurones d’une partie du cortex à l’aide de cellules souches embryonnaires, mais l’identité des cellules obtenues restait incertaine. Cette expérience est la première à montrer sans ambiguïté que l’on pourrait disposer d’une ressource abondante de neurones spécifiques du cortex cérébral.

«Nous n’en sommes vraiment qu’au tout début, puisqu’il faut considérer qu’à ce stade il s’agit d’une recherche à caractère fondamental», a tenu à souligner Pierre Vanderhaeghen dans une interview à La Libre Belgique.

Prochaine étape : conduire la même expérience sur des cellules souches humaines et des cellules souches reprogrammées.

sources Le Figaro

La Nasa affirme avoir percé le mystère des aurores boréales grâce à la flotte de cinq satellites de la mission américaine THEMIS, qui ont pu observer depuis un an comment se déclenchent ces phénomènes.



Source : AFP

Les chercheurs ont découvert que des explosions d’énergie magnétique, intervenant à un tiers de la distance Terre-Lune étaient responsables des phénomènes lumineux, formés de voiles mouvants de couleurs vives, où domine le vert, et qui se produisent dans les régions proches des pôles.

Un processus de « reconnexion » entre les cordes magnétiques géantes reliant la Terre au Soleil, et stockant l’énergie des vents solaires, provoque ces tempêtes de lumières polaires.

« La reconnexion magnétique permet de relâcher l’énergie emmagasinée dans ces cordes, dispersant des particules électrisées vers l’atmosphère terrestre », a expliqué jeudi David Sibeck, un responsable scientifique de la mission à la Nasa.

« C’est une façon de libérer l’énergie du Soleil absorbée par la Terre », a-t-il expliqué lors d’une conférence téléphonique plus d’un an après le lancement de la mission THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms).

Pour une raison non encore élucidée, qui fera l’objet de la suite de la mission pendant encore un an, les cordes magnétiques, d’ordinaire parallèles, se rapprochent, se touchent pour former un « U » et éclatent, a expliqué Vassilis Angelopoulos, l’un des chercheurs.

« Ces cordes sont dans un état de stress accru, comme des bandes de caoutchouc » trop tirées. Et l’énergie libérée peut être aussi puissante qu’un fort séisme et traverser une région polaire en 60 secondes, a souligné le chercheur.

Ces tempêtes boréales intenses peuvent aussi provoquer des interruptions dans les communications radio, des perturbations dans les système GPS et des coupures de courant.

L’ultime objectif de la mission est de permettre le développement de modèles sûrs pour prédire la survenue, le lieu et l’intensité de ces aurores polaires.

Plus d’infos : http://www.institut-polaire.fr/

Des chercheurs du laboratoire de géophysique de l’Institut Carnegie viennent de comprendre pourquoi l’oxygène forme des amas de 4 molécules à haute pression. L’utilisation de faisceaux de rayons X a révélé que les orbitales moléculaires liantes et anti-liantes des atomes changeaient de forme.

L’oxygène est le troisième élément le plus abondant dans l’univers et comme il est essentiel à la vie, puisque nous le respirons, nous croyons bien le connaître mais lorsqu’on le soumet à des pressions de l’ordre de 10000 atmosphères, il se solidifie en arborant de multiple couleurs, devient métallique et même supraconducteur ! Ces dernières années, les chercheurs ont même découvert qu’il s’y formait des amas d’une molécule étrange par rapport aux conditions physique normale : (O2)4


En rouge, les atomes d\'oxygène et en bleu la représentation des nuages électroniques des orbitales. Crédit : National Academy of Sciences

En rouge, les atomes d'oxygène et en bleu la représentation des nuages électroniques des orbitales. Crédit : National Academy of Sciences



Comprendre ce genre de comportements étonnants a donc fait rêver plusieurs physiciens. C’est un groupe de chercheurs spécialisés dans la physique des matériaux à hautes pressions en géophysique qui vient de trouver une clé importante pour élucider cette énigme.

Yue Meng est une géophysicienne qui travaille à l’institut Carnegie à Washington. Avec ses collègues, elle a utilisé les faisceaux de rayons X produit par le synchrotron du laboratoire nationale d’Argonne, au Etats-Unis, pour mettre en évidence les changements s’opérant dans les orbitales de liaisons entre atomes d’oxygène lorsque l’on soumet ces derniers à de hautes pressions à l’aide d’une cellule à enclume de diamants.

Jointes à des calculs théoriques, ces études ont montré que sous l’action de la pression qui force les atomes d’oxygène, et surtout les amas (O2)4, à se rapprocher, les orbitales atomiques et moléculaires dans les conditions standards de la vie de tous les jours sont modifiées et les liaisons possibles deviennent plus fortes, ce qui provoque l’apparition de la solidification des amas en un réseau cristallin. C’est la première fois que les techniques de diffusion inélastique de rayons X ont été utilisées pour étudier les modifications des orbitales des atomes dans des conditions de hautes pressions. On devrait pouvoir étendre l’emploi de ces dernières à d’autres matériaux dans des états similaires.

Comprendre ce genre de structure pourrait aider à la naissance de nouveaux composants électroniques, ou magnétiques, avec d’intéressantes applications technologique d’après les chercheurs. En fait, on y trouve la formation d’orbitales liantes pi, qui interviennent dans ces composés du domaine de la chimie minérale, or ces dernières sont bien connues en chimie organique où on les retrouvent aussi dans la formation d’amas. Le résultat de ces études est publié dans un numéro d’Août des célèbres Proceedings of the National Academy of Sciences.

–> plus d’infos Futura sciences

On le savait, mais il n’y a pas de mal à le répéter: la protection des mangroves est indispensable pour préserver la pêche. C’est ce que concluent des chercheurs après avoir étudié en détail la Baie de Californie, au Mexique. Ils ont tenté d’évaluer la valeur économique des mangroves, de véritables nurseries à poisson. Elle s’élèverait en moyenne à 24 000 euros par an et par hectare. (1)


Un peu partout sur la planète, les mangroves reculent. Ces forêts aquatiques sont rasées pour creuser des bassins pour l’élevage de crevettes, asséchées pour gagner des terres et construire des infrastructures touristiques, etc. Selon un rapport de 2008 de l’Organisation des Nations-Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO), 20% des mangroves (soit 3,6 millions d’hectares) ont disparu entre 1980 et 2005. Et si le rythme s’est ralenti, ces forêts aquatiques perdent encore cent mille hectares par an. Et pourtant, outre le action positive pour la biodiversité, les mangroves sont aussi des barrières contre la force des éléments: en Asie du Sud-Est, notamment en Thaïlande, les régions côtières dont la mangrove avait été rasée ont connu beaucoup plus de dégâts que les autres lors du tsunami de décembre 2004.

Au Mexique, Enric Sala et ses collègues se sont penchés sur treize régions de pêche le long des côtes de la Baie et du Golfe de Californie. Ils constatent une étroite corrélation entre l’abondance de la mangrove et les quantités de poissons et de crustacés pêchés: celles-ci sont directement proportionnelle à la racine carrée de surface de la mangrove avoisinante. L’équipe conduite par Enric Sala évalue la valeur économique des mangroves dans une fourchette de 17000 a 34000 euros l’hectare, sans compter les retombées possibles du tourisme. En moyenne, c’est deux cent fois plus que la valeur fixée par la Commission mexicaine des forêts… Sala et ses collègues soulignent que, compte tenu de la demande en protéines animales, le potentiel économique des mangroves devrait continuer à croître. De quoi faire réfléchir les autorités de Mexico, non?

(1) Sala et al. Annales de l’Académie américaine des sciences du 15 juillet 2008

sources Hors série sciences et vie
Image: © Denis Delbecq – 1997

Premier génome d’un animal parasite de plantes séquencé
Le premier génome d’un animal parasite de plantes vient d’être séquencé par un consortium international de 27 laboratoires, impliquant l’INRA, le CNRS et le Génoscope et coordonné par une équipe de chercheurs du Centre INRA de Sophia-Antipolis. Il s’agit du génome d’un ver parasite de plantes, le nématode à galles, Meloidogyne incognita. Cette avancée permet de lever le voile sur l’arsenal et les adaptations développés par les ravageurs des cultures pour attaquer les plantes. Cette étude a aussi conduit à l’identification de nouvelles cibles pour le développement de stratégies de lutte spécifique contre ces organismes. Le détail de ces travaux est publié dans l’édition avancée en ligne de la revue Nature Biotechnology du 27 juillet 2008.


Larves de Meloidogyne incognita

Les nématodes sont des vers qui représentent une large fraction de la diversité biologique sur terre, et qui colonisent tous les milieux: 25 000 espèces sont décrites, et on estime que le nombre total d’espèces pourrait atteindre plus d’un million. En dehors de l’espèce Caenorhabditis elegans, qui est un modèle pour les recherches sur le développement et le vieillissement des organismes, très peu de choses sont actuellement connues sur la diversité au sein du groupe des nématodes.

Les nématodes parasites de plantes, rencontrés majoritairement dans le sol, sont responsables de dégâts estimés à plusieurs dizaines de milliards d’euros par an à travers le monde. La lutte chimique représentait jusqu’à une date très récente le moyen de lutte le plus largement répandu. En raison de leur toxicité pour la santé humaine et l’environnement, la plupart des molécules utilisées ont été interdites récemment et la mise au point de solutions alternatives est un enjeu majeur à très court terme.

La publication de la séquence du génome du nématode à galles (1), Meloidogyne incognita, représente une avancée majeure à plus d’un titre. Il s’agit en effet, à la fois, du premier séquençage de génome d’un animal parasite de plantes et d’un métazoaire parthénogénétique (c’est-à-dire se reproduisant sans sexualité). Pour Pierre Abad, directeur de l’unité mixte de recherche Interactions biotiques en santé végétale (INRA-CNRS-Université de Nice Sophia-Antipolis) et coordonnateur de ce projet, « cette étude va permettre d’avoir un premier éclairage sur l’arsenal parasitaire présent chez ces ravageurs de plantes et sur les mécanismes génétiques à l’origine de la formidable capacité d’adaptation de ces organismes asexués. »

Le Génoscope (Paris, France) a produit au total plus de 1 million de fragments séquencés à partir desquels la prédiction de gènes a été réalisée avec le support de l’INRA de Toulouse. Les ressources et les compétences de l’ensemble des partenaires du consortium international (dont l’INRA, le CNRS, et le Génoscope, pour la France) ont ensuite été mobilisées pour analyser l’ensemble de ces données.

Un génome complexe à l’origine d’une extrême plasticité

Au cours de l’analyse du génome, les chercheurs ont eu la surprise de constater que le génome de ce nématode était en fait constitué de la juxtaposition d’au moins deux génomes. Le taux de divergence moyen entre ces différents génomes est un des plus importants jamais observé jusqu’à présent dans le règne vivant. Cette particularité génétique pourrait être à l’origine de l’acquisition rapide de nouvelles fonctions conférant à ces organismes asexués leur grande capacité d’adaptation responsable de leur large distribution à travers la planète.

Un arsenal enzymatique adapté au parasitisme des plantes

Un autre résultat majeur de cette analyse est l’identification d’un large éventail enzymatique permettant la dégradation de la paroi cellulaire des plantes. Cette diversité et cette richesse sont d’une extrême originalité dans la mesure où elles restent inégalées à ce jour dans le règne animal. La nature des gènes impliqués est également surprenante puisqu’ils présentent de très fortes similitudes avec des gènes bactériens, suggérant l’existence de multiples évènements de transferts horizontaux d’origine bactérienne. L’acquisition de nouvelles fonctions via les transferts de gènes pourrait représenter un élément clé de l’adaptation des organismes animaux au parasitisme des plantes.

L’analyse comparée du génome de ce nématode avec ceux d’autres nématodes, comme C. elegans et le nématode parasite de l’homme Brugia Malayi ou encore la drosophile, a également permis d’avoir une première image de ce qui fait l’identité des parasites animaux, mettant en évidence par là-même de nouvelles cibles potentielles, plus spécifiques, pour lutter contre ces organismes.

Cette première séquence génomique complète d’un organisme animal parasite de plantes apporte donc des bases pour la compréhension des relations hôte-pathogène et elle complète notre vision des adaptations par lesquelles les ravageurs de plantes envahissent leurs hôtes.

Dans un avenir proche, le séquençage programmé d’autres génomes de nématodes ayant des modes de vie différents permettra de mieux comprendre le succès évolutif de ces organismes à l’échelle de la planète.

Note:

(1) Meloidogyne incognita est un parasite extrêmement polyphage, capable d’attaquer plus de 3000 plantes hôtes. Il est particulièrement dommageable sur les cultures maraîchères (tomate, piment, melon, etc.), sur le café, le coton, etc.

En savoir plus : http://www.techno-science.net

Source: CNRS
Illustration: © INRA


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