Revue des sciences juin 2014

Revues : Pour la Science - La Recherche
Brèves : Physique - Climat - Biologie - Santé - Technologie

Alors que la crise est devenue politique, à voir le niveau des bourses, il semblerait que la crise économique soit derrière nous, ce dont on peut fortement douter. On assisterait en effet à un étonnant effondrement de l’entrepreneuriat aux Etats-Unis. La Silicon Valley reste très dynamique mais de nombreux petits commerces sont désormais franchisés, ce qui tranche avec la culture du pays. Plus grave encore, mais plus contestable, il y aurait malgré les apparences un net ralentissement de l'innovation industrielle (notamment dans l'énergie) par rapport aux périodes précédentes. De son côté l'AIE chiffre à 44.000 milliards de dollars les investissements qui seraient nécessaires d'ici à 2050 pour limiter le réchauffement climatique et développer les énergies "propres". Cependant, le coût de production de l'électricité nucléaire en France aurait bondi de 21% entre 2010 et 2013, selon un rapport de la Cour des comptes, passant de 49,6 à 59,8 euros par mégawatt/heure (MWh). Du côté des renouvelables le nouveau concept EauSoleil crée pas mal de buzz, permettant de stocker l'énergie sur place, et l'effet thermogalvanique permettrait de convertir en électricité la chaleur perdue des procédés industriels. L'idée d'un arbre à vent est plus anecdotique mais n'est pas sans intérêt. Par contre, si les prévisions pour les sables bitumeux ont été revues à la baisse aux USA, une nouvelle technique promet d'en améliorer l'extraction de 40%, ce qui n'est pas une bonne nouvelle même si les US adoptent une règlementation limitant les émissions des centrales car les risques climatiques pourraient être très sous-estimés, nous promettant des temps bien difficiles. Dans les bonnes nouvelles, on peut mettre un procédé de dessalement de l'eau de mer par ionisation ou des lunettes ajustables pour les pays pauvres (entre 2 et 5€). Sinon, parmi les joyeusetés comme des usines à végétaux, on nous annonce une prochaine publicité sur la Lune et il y aurait déjà 30 % de la population mondiale touchée par l'obésité ! Une étude des "sociotypes" tend à montrer une corrélation entre solitude de problèmes psychologiques ainsi qu'une véritable épidémie de solitude dans notre monde connecté, ce qui serait donc très dommageable. Sans que ce soit vraiment une nouveauté, confirmant simplement ce qui relie l'amour et la haine, l'attachement et l'agressivité, il n'est pas indifférent non plus de savoir que les mêmes neurones pousseraient au sexe ou à la violence. Une étude prétend aussi que la pornographie réduirait le striatum dans le cerveau !! En fait, sans doute comme toute addiction (au sexe entre autres) puisque la pornographie augmente la production de dopamine.

Distributeur de cannabis à Vancouver

 
- Sciences

Le fait d'arriver à simuler une cellule vivante avec tout son métabolisme jusqu'à sa reproduction semble bien le signe qu'on a réussi à percer le secret de la vie sans plus aucun mystère (bien qu'on soit loin de comprendre tout puisque de l'ADN qu'on croyait "non codant" produit des protéines). A côté, la biologie de synthèse fait encore un peu bricolage mais après avoir réussi à refaire artificiellement le génome d'une bactérie, c'est un chromosome d'eucaryote (avec noyau) qu'on a réussi à faire comme on l'avait vu au mois d'avril mais dont on aurait réduit les capacités d'évolution naturelles pour y substituer une évolution contrôlée à volonté pour la recherche ou figée pour les applications industrielles. Cette biologie artificielle efface un peu plus les frontières entre les machines et les vivants, de même que produire des protéines artificiellement en dehors de la cellule pour en industrialiser la production. Il n'est par contre pas si clair que l'ajout de 2 nouvelles bases à l'ADN soit un gage d’innocuité pour les autres organismes...

Même si on peut voir son cerveau en action ou essayer de  contrôler ses rêves avec de légers courants électriques, on n'en est pas encore à pouvoir simuler un cerveau malgré les progrès fulgurants de l'informatique. On s'en approche toujours plus cependant, en commençant par les systèmes nerveux les plus simples avec l'étude des connexions nerveuses d'un têtard ou un atlas neuronal des comportements des larves de mouche (aussi étonnant que cela puisse paraître, les mouches réfléchissent avant d'agir) mais les débuts sont toujours assez grossiers pour qu'on puisse s'en moquer. On est assuré malgré tout de progresser rapidement notamment grâce à l'optogénétique et maintenant la chimiogénétique qui permettrait par exemple de traiter l'épilepsie à partir de nanoparticules dans le cerveau et de neurones modifiés par virus.

C'est moins sûr pour la physique qui semble patauger depuis de nombreuses années (débarrassée quand même d'un certain mysticisme quantique mais qui s'égare dans des spéculations sur les trous de ver par exemple), avec la déception notamment de n'avoir trouvé aucune trace de supersymétrie, ce qui pose des problèmes de fond sans qu'on soit sûr d'avoir les moyens d'y répondre aux niveaux d'énergie auxquels on est parvenu. On s'extasie du pouvoir divin de réussir à  créer des paires de particule-antiparticule avec un laser, ce que je croyais acquis depuis longtemps mais en théorie seulement et pas mis encore en pratique.

J'ai fait une petite synthèse sur les causes multiples du vieillissement qui a été confirmée par d'autres, de même que l'utilité des radicaux libres qui déclenchent les mécanismes de protection de la cellule. On apprend que manger du piment rouge et réduire la douleur allongerait l'espérance de vie et on comprend mieux les bienfaits du vin ou de la restriction calorique dans le vieillissement par le compactage de l'ADN. L'huile d'olive aussi se révèle un véritable médicament, notamment cardiovasculaire.

 
- Numérique

Les promesses de Ray Kurzweil de dépasser l'intelligence humaine en 2045 sont assez délirantes mais, si certains prétendent que les robots ne pourront jamais être conscients, c'est en se limitant aux technologies numériques actuelles. Il n'y a aucune raison qu'on ne puisse reproduire les performances du cerveau dans un temps futur éloigné en utilisant des réseaux de neurones artificiels optiques à lasers et des architectures inspirées du cerveau ne séparant pas stockage et traitement des données (universal memcomputing machines), notamment pour les prévisions et les systèmes probabilistes ne relevant pas de l'exactitude de calculs numériques et consommant beaucoup moins d'énergie. Le problème reste celui du temps d'apprentissage d'un tel fonctionnement inspiré du cerveau. En tout cas, un programme d'IA (VITAL) entre déjà au conseil d'administration de Deep Knowledge Ventures et la voiture sans volant de Google semble bien opérationnelle. Twitter serait même envahi de robots sociaux plus efficaces pour recruter des followers (jusqu'à ce qu'on ait des robots qui parlent aux robots!).

Il faudra sans doute remplacer le Cloud, utilisant des gros serveurs connectés, par le FOG : un brouillard de petits d'ordinateurs, ou sur les dispositifs eux-mêmes, pour que l'internet des objets ne sature pas la bande passante. De son côté Apple se lance dans la domotique contrôlée par iPhone. Avec WattUp, on pourrait charger son téléphone ou sa tablette sans fil n'importe où dans la pièce (voir aussi Futura-Sciences) et un spectromètre pour analyser la nourriture, entre autres, pourrait se révéler très intéressant alors que l'oPhone pour recevoir des odeurs par SMS est beaucoup plus anecdotique (sauf pour quelque professions). Les Français, eux, n'ont pas peur du ridicule à vouloir assurer notre "souveraineté numérique" en faisant développer par Orange un OS français open source basé sur Android ! Malgré ce qu'en dit La Recherche du mois, les monnaies cryptées comme le Bitcoin ne seraient pas aussi sûres qu'on le prétend contre la fraude ou les doubles paiements et seraient promises, selon une étude, au déclin et leur self-destruction. Enfin, un nouvel outil de sculpture haptique pour modélisation 3D devrait faciliter la conception et l'impression 3D, Castorama misant sur l'open-source, le DIY et l'impression 3D en lançant d'ici la fin de l'année 2014 un "wiki ayant l'ambition d'être le Wikipedia des bricoleurs", où les contenus seront publiés sous licence Creative Commons. Il y a aussi Autodesk qui se lance dans l’impression 3D en open source.

Pour la Science no 440, Réinventer le vivant

- Simuler une cellule vivante, p20

L'intérêt de la simulation numérique des cellules ne m'apparaissait pas tellement jusqu'ici, l'essentiel étant plutôt à mes yeux d'arriver à reconstituer un génome artificiel menant à une cellule vivante selon le principe de Vico (verum ipsum factum). Sauf qu'étant donné la complexité du vivant, reconstituer un génome ne permet absolument pas de comprendre son fonctionnement. C'est seulement la simulation numérique qui permet une compréhension que la biologie de synthèse ne fait que confirmer. Le fait d'avoir réussi à simuler le fonctionnement d'une cellule vivante (parmi les plus simples, la bactérie Mycoplasma genitalium qui ne compte que 525 gènes) jusqu'à sa duplication à partir de l'état du savoir (encore lacunaire) sur tous ses composants est donc un événement majeur puisqu'on peut dire qu'enfin et pour la première fois, on comprend ce qu'est la vie. C'est peut-être encore contestable, il faudrait voir en détail les correctifs qu'on a dû apporter à la modélisation pour que le résultat soit viable mais on a déjà la réponse à la plupart des questions, notamment le rôle de l'aléatoire à la fois essentiel et sans doute surestimé par un Jean-Jacques Kupiec. C'est bien une nouvelle ère qui s'ouvre devant nous, notamment vis à vis des religions, dépouillant le vivant de ses conceptions mystiques.

Concrètement, cela signifiait passer au peigne fin les données biochimiques de près d'un millier d'articles scientifiques, puis d'utiliser les valeurs collectées pour contraindre et ajuster des milliers de paramètres, tels que l'affinité des enzymes avec leurs cibles ou la fréquence de liaison et de décrochage des protéines qui « lisent » l'ADN.

Tout d'abord, il s'agissait d'encoder sous forme de formules mathématiques et d'algorithmes toutes les fonctions importantes : le flux d'énergie, de nutriments et de produits de réactions dans la cellule (en d'autres termes, le métabolisme), la synthèse et la destruction de l'adn, de l'arn et des protéines, et l'activité d'une multitude d'enzymes. Ensuite, il fallait trouver un cadre global pour intégrer toutes ces fonctions. Le dernier problème, enfin, était le plus compliqué à bien des égards : fixer judicieusement les limites haute et basse de chacun des quelque 1700 paramètres du modèle.

Le fait que le contenu entier de la cellule doive se dupliquer dans un délai donné permet de choisir des fourchettes raisonnables pour de nombreuses variables qui, sinon, auraient été indéterminées, telles celles qui contrôlent le moment où commence la réplication de l'ADN.

D'autres avaient montré que le hasard est un élément important dans la transcription des gènes, ou que la division des cellules implique un changement géométrique de la membrane cellulaire.

Aucune des méthodes développées ne serait suffisante à elle seule pour modéliser toutes les fonctions d'une cellule. Nous avons donc décidé de créer un modèle de cellule entière constitué de 28 modules distincts, dont chacun utilise l'algorithme qui correspond le mieux au processus biologique concerné et à la connaissance que nous en avons.

Cette approche pouvait fonctionner pour notre simulateur de cellule, à condition de faire une hypothèse simplificatrice importante : supposer que, bien que tous les processus biologiques aient lieu simultanément dans une cellule vivante, leurs actions sont indépendantes sur des périodes inférieures à la seconde. Si cette hypothèse était viable, nous pourrions diviser la vie de la cellule en tranches d'une seconde et faire tourner chacun des 28 modules, dans l'ordre, pendant une seconde avant de mettre à jour l'ensemble des variables de la cellule. Le modèle rendrait compte de toutes les interdépendances biochimiques (par exemple, le fait que la transcription des gènes et la synthèse de l'adn dépendent de l'énergie et des nucléotides produits par le métabolisme), mais seulement aux échelles temporelles supérieures à la seconde.

Au début, les résultats furent frustrants. Pendant des mois, tandis que nous corrigions le code, précisions les équations mathématiques, ajoutions de nouvelles contraintes sur les paramètres et ajustions certaines (grâce à de nouvelles données de laboratoire), la cellule refusait toujours de se diviser et se comportait de façon imprévisible. Pendant un moment, par exemple, elle a produit d'énormes quantités d'un certain acide aminé (l'alanine) et presque rien d'autre.

Et puis un jour, notre microbe cybernétique est arrivé au terme de son cycle cellulaire et s'est enfin divisé. De plus, son temps de doublement était proche de neuf heures – celui du mycoplasme réel.

Nous avons aussi découvert que la période de doublement du matériel biologique lors de la division cellulaire, très stable, est en fait une propriété émergente qui découle des interactions de deux phases distinctes et indépendantes de la réplication, toutes deux de durée très variable.

- La biologie de synthèse, p28

On avait déjà rendu compte des avancées de la biologie se synthèse, de la reconstitution du génome d'une bactérie à la toute récente reconstitution d'un chromosome eucaryote mais ce qui est intéressant, c'est de voir qu'on en a à la fois retiré les gènes évolutionnistes (qui constituent réellement ce que j'ai appelé la subjectivité du vivant) pour obtenir une stabilité des organismes artificiels qu'on ne trouve pas dans la nature et qu'on y a ajouté la capacité d'une évolution accélérée mais sous contrôle pour obtenir de nouvelles propriétés. La seule application aboutie est pour l'instant la production d'artémisinine contre le paludisme.

Trois démarches la caractérisent. La première est une approche constructiviste et hiérarchique : on part de biobriques, des segments d'ADN remplissant des fonctions définies, et on les assemble dans des dispositifs – des circuits de régulation ou métaboliques –, eux-mêmes insérés dans des cellules qui produiront les fonctions. La bioproduction d'artémisinine en est un exemple.

La deuxième démarche est, à l'inverse, déconstructiviste : on part d'un micro-organisme fonctionnel et on remplace une partie de son génome par un bout de génome de synthèse qui produit la molécule ou la fonction souhaitée. Les biologistes espèrent, à terme, réussir l'opération avec le génome entier, nous y reviendrons. La troisième démarche, enfin, consiste à concevoir et construire des systèmes vivants simplifiés, tels que des protocellules – des vésicules aqueuses fermées par une enveloppe lipidique. Des équipes cherchent aussi à synthétiser de nouveaux nucléotides (les constituants de l'adn) et acides aminés (les constituants des protéines), jamais observés dans la nature.

Durant l'époque intermédiaire que nous vivons actuellement, les deux phases de conception puis de fabrication, bien que distinctes, doivent en général être réitérées en raison de l'imperfection des modèles utilisés. En ce cas, les résultats des tests sur l'objet fabriqué servent à recalibrer le modèle plus près de la cible.

Dans la cellule vivante, les interactions des composants de synthèse et cellulaires sont difficiles à prédire ou à caractériser. Un circuit bien caractérisé dans une bactérie fonctionnera différemment dans une autre souche, même si elle est proche. Cela ne respecte pas le principe d'indépendance d'un circuit de synthèse par rapport à son contexte (ici cellulaire). De nombreux travaux visent à diminuer cette dépendance vis-à-vis du contexte. Un exemple en est l'introduction répétée d'isolateurs transcriptionnels de part et d'autre des gènes introduits dans la cellule. Les isolateurs sont de courtes séquences d'adn ayant pour effet de terminer la transcription une fois que celle des gènes d'intérêt a été effectuée, afin de ne pas « contaminer » l'expression d'un gène voisin.

Comme pour chaque révolution industrielle, la donne ne sera changée que lorsque ce socle conceptuel et méthodologique quittera la tour d'ivoire de quelques chercheurs très spécialisés pour devenir accessible à de nombreux ingénieurs.

Construire un système biologique qui fonctionne comme prévu est une façon de s'assurer que l'on a compris les phénomènes sous-jacents. En ce sens, la biologie de synthèse permet de faire progresser les connaissances sur le monde vivant.

---

La boîte à outil de la biologie de synthèse comporte :
- Les recombinases qui sont des enzymes permettant d'insérer de longs fragments d'ADN dans le génome en des sites spécifiques.
- Les nucléases à doigt de zinc ou à domaines TAL qui peuvent cibler une séquence particulière d'ADN et la cliver.
- Les nucléases guidées par ARN ou CRISPR imitant les systèmes immunitaires bactériens pour effectuer des modifications sur mesure de l'ADN.
- Certains introns de groupe II, éléments génétiques "égoïstes" qui s'incorporent à l'ADN via un ARN.
- L'ingénierie recombinogène qui fait appel aux bactériophages pour insérer des gènes à des endroits précis.
- Le génie génétique en multiplex qui permet d'incorporer simultanément dans la même cellule plusieurs fragments d'ADN en différents points ciblés de son chromosome. Dans la méthode MAGE, le ciblage est effectué grâce à des fragments d'ADN que la cellule assimile à des intermédiaires de la réplication du génome lors de la division cellulaire. Ces fragments se retrouvent ainsi incorporés dans le génome.

---

- La supersymétrie, une théorie en crise ?, p40

Je croyais assez bien connaître la supersymétrie, ayant écrit sur le sujet en 2004 et je me rends compte que la raison pour laquelle les physiciens y tiennent n'a rien à voir avec la beauté de la symétrie entre fermions et bosons mais avec un défaut de la théorie standard et la masse des particules (notamment du supposé boson de Higgs), ce qui rend d'autant plus problématique le fait qu'on n'ait pour l'instant trouvé aucune confirmation de la supersymétrie au LHC mais une crise dans la physique est normalement l'annonce d'une révolution théorique pour la résoudre.

Voyons comment un tel problème se manifeste dans le cas du boson de Higgs. Cette particule confère aux autres particules élémentaires leur masse par son interaction avec elles. S'il existe des particules superlourdes, alors le boson de Higgs interagirait aussi avec elles par l'intermédiaire de particules virtuelles. Or le boson de Higgs acquiert une partie de sa propre masse par des interactions virtuelles. En présence de particules superlourdes, il deviendrait lui-même superlourd. Par conséquent, toutes les particules que nous connaissons devraient être superlourdes et les conséquences seraient catastrophiques pour l'Univers. Nous deviendrions tous des trous noirs. Or ce n'est pas ce que nous observons. Il existe donc un mécanisme qui empêche cette catastrophe. Et rien n'explique aussi bien que la supersymétrie pourquoi cela n'arrive pas.

La théorie de la supersymétrie repose sur un argument similaire à celui de Dirac. Elle postule qu'il existe une extension quantique de l'espace-temps nommée le superespace, par rapport auquel les particules ont une symétrie.

Le superespace ne présente pas de dimensions spatiales ordinaires telles que gauche-droite ou haut-bas, mais plutôt des dimensions « fermioniques ». Le mouvement dans une dimension fermionique est très limité. Dans une dimension spatiale ordinaire, vous pouvez vous déplacer aussi loin que vous voulez dans toutes les directions, sans restriction de la taille ou du nombre de pas que vous faites. En revanche, dans une dimension fermionique, vos pas sont quantifiés, et une fois que vous avez fait un pas vous avez atteint l'extrémité de cette dimension fermionique. Si vous voulez faire d'autres pas, vous devez soit passer à une autre dimension fermionique, soit reculer d'un pas.

Un boson qui fait un pas dans une dimension fermionique se transforme en fermion ; inversement, un fermion se transforme en un boson après un pas. De plus, si la particule effectue un pas dans une dimension fermionique et qu'elle revient ensuite en arrière, elle se sera déplacée d'une petite quantité dans l'espace ou le temps ordinaires. Autrement dit, dans les théories supersymétriques, le mouvement dans les dimensions fermioniques est lié de façon complexe au mouvement dans l'espace-temps ordinaire.

Les supersymétries naturelles empêchent le boson de Higgs d'interagir avec les particules les plus lourdes et d'augmenter ainsi inconsidérément sa masse.

Une autre possibilité pour obtenir les valeurs des paramètres du modèle standard est explorée par Lisa Randall, de l'Université Harvard, et Raman Sundrum, de l'Université du Maryland. Ces deux physiciens ont montré qu'une dimension supplémentaire présentant une géométrie « tordue » peut expliquer la faiblesse de la gravitation comparée aux autres forces connues. Si de telles dimensions supplémentaires sont microscopiques, nous pourrions ne pas les avoir encore remarquées, mais leur taille et leur forme pourraient jouer un rôle important en physique des particules de haute énergie.

Enfin, il est possible que vouloir à tout prix supprimer les effets des particules virtuelles, comme en supersymétrie, n'est pas la bonne idée. Une nouvelle approche consiste à intégrer ces effets pour expliquer d'où vient la masse. L'idée est similaire à ce qui se passe quand les physiciens calculent la masse du proton. Cette particule n'est pas élémentaire. Il s'agit d'un assemblage de trois quarks, qui ont une masse minuscule, et de gluons, dont la masse est nulle. Or le proton est beaucoup plus lourd que la somme des quarks et des gluons dont il est composé. D'où vient cette masse ? Elle vient de l'énergie des champs associés à l'interaction forte qui assure la cohésion du proton. Notre compréhension de ces champs nous permet de prédire précisément la masse du proton.

Une telle approche permet de conserver les effets utiles des particules virtuelles tout en évitant ceux qui sont désastreux. En revanche, elle nécessite d'abandonner certaines autres idées véhiculées par la supersymétrie, telle l'unification des lois de la physique à très haute énergie. Et le lien entre la physique quantique et la relativité générale, qui se dérobe à nous depuis si longtemps, en devient plus mystérieux encore. Toutefois, ce modèle a d'autres avantages, notamment celui de proposer un candidat à la matière noire. Sa masse découlerait de ses interactions avec la matière ordinaire, interactions qui seraient véhiculées par le boson de Higgs.

- Des corrélations à la causalité, p54

Rien de très nouveau mais si on sait qu'il ne faut pas confondre des corrélations statistiques avec des causalités (la consommation de chocolat reliée au nombre de prix Nobel ou les mentions très bien au bac avec le prénom Irène), on sait moins qu'il y a aussi des relations de causalité qui ne produisent pas de corrélations statistiques car compensées par d'autres phénomène. Ainsi un meilleur état des routes est un facteur de réduction du nombre d'accidents sauf que la vitesse des véhicules en étant augmentée, les deux effets se compensent.

- Climat, le faux espoir, p62

Michael Mann, le très contesté inventeur de la courbe en crosse de hockey de l'accélération du réchauffement dans l'hémisphère Nord au cours du dernier millénaire pense qu'on aura une augmentation d'au moins 2°C dans une vingtaine d'années seulement sans tenir compte de la fonte des glaces qui modifie le réfléchissement et malgré la pause apparente due à l'oscillation océanique, une très légère baisse de l'ensoleillement et surtout l'activité volcanique.

- Les éoliennes verticales, p84

Bien que ne dépendant pas de la direction du vent, elles ne seraient adaptées qu'à des éoliennes de petites tailles sur les toits et pour des vents modérés.

- Sommes-nous commandés par des phéromones ?, p89

La réponse négative de l'auteur est assez contradictoire puisqu'il prétend qu'elles n'auraient pas d'effet alors qu'elles activent le cerveau et modifient l'humeur...

Ceci dit, Axe affirme avoir créé des cartes de visite aux phéromones !

- Survivants, Chris Stringer, p93

Sa théorie, ni originale ni très fondée, c'est que la caractéristique de notre espèce qui aurait fait notre supériorité sur nos proches cousins serait "notre capacité à imiter ceux qui réussissent".

- La nature et les Grecs, Erwin Schrödinger, p93

Il est très étonnant de voir Schrödinger faire des Grecs, tout comme Heidegger, les responsables de "deux préjugés, à savoir que la réalité s'explique entièrement par la ratio et que la seule connaissance valable que l'on puisse avoir sur elle est celle qui est commune, objective". Il faut dire que la physique quantique paraissait bien plus étrange à l'époque où l'on allait jusqu'à s'imaginer que la conscience pourrait y avoir un rôle déterminant ! Préface de M. Bitbol.

La Recherche no 488, Bitcoin

- Un atlas neuronal des comportements des larves de mouche, p18

Ce sont 37 780 larves de drosophiles qui bouleversent l'analyse neuronale des comportements. En étudiant ces petites bêtes, Carey Priebe, Marta Zlatic ont établi un atlas associant de façon probabiliste l'activation d'un réseau de neurones donné et le déclenchement de tel ou tel comportement locomoteur.

Il est ressorti de l'activation de 2 à 15 neurones différents à chaque fois, 29 séquences comportementales détaillées. Ils ont alors constaté que l'activation d'un réseau donné ne détermine pas un comportement unique : elle favorise une famille de comportements. On accède ainsi à une vision probabiliste des comportements, là où jusqu'à présent on devait se contenter d'une vision déterministe.

On peut penser cependant que plus les réseaux sont importants et plus le déterminisme prend le pas sur le fonctionnement probabiliste des neurones individuels ? A signaler qu'on arrive désormais à obtenir (chez l'aplysie) des images de neurones individuels par IRM grâce à l'injection de manganèse, permettant de suivre leur comportement fonctionnel en présence de nourriture. On va donc bien finir par comprendre le fonctionnement du cerveau !

- Quand perdre le rythme fait prendre du poids, p37
(Sirt1 compacte l'ADN)

Ce qui est intéressant dans cet article, c'est le rôle de Sirt1 dont on savait que le rôle anti-vieillissement était stimulé par le vin et les régimes de restrictions caloriques, ce qui viendrait donc de la condensation de l'ADN le réduisant au silence.

Le plus souvent l'ADN est condensé, enroulé autour de protéines appelées histones. Or, Polo Sassone-Corsi a découvert que Clock relâche cet enroulement, ce qui permet à la machinerie chargée de la transcription des gènes d'avoir accès à des pans entiers du génome. Il a également découvert qu'une autre protéine, nommée Sirt1, recondense l'ADN autour des histones. Si elles agissent de manière coordonnée, Clock et Sirt1 ont le potentiel d'imposer leur rythme à une grande partie du génome. Selon les tissus, entre 5% et 50% des gènes subiraient l'influence de ce métronome qui donne le tempo de l'expression ou la non-expression de protéines importantes pour le métabolisme du glucose et des lipides dans le foie, la sécrétion d'insuline dans le pancréas, etc.

Or, en 2008, l'équipe s'est rendu compte que l'action de Sirt1 dépend des apports alimentaires : cette protéine ne peut agir qu'en présence d'une autre molécule disponible uniquement lors des périodes de jeûne. Chez l'homme, c'est donc quand l'organisme ne s'alimente plus, autrement dit la nuit, que Sirt1 peut condenser l'ADN que Clock a décondensé dans la journée.

- La tardive diversification des mammifères

Ce qui est nouveau ici, c'est la remise en cause des datations de la diversification des mammifères qui ne remonteraient qu'à 60 millions d'années (après la disparition des dinosaures donc) et non à 100 millions d'années comme le suggérait la datation par "l'horloge moléculaire", méthode statistique qui n'est effectivement pas linéaire, des périodes d'évolution étant plus rapides. L'autre surprise étant que cette diversification n'a pas du tout été immédiate dans l'occupation des niches libérées par la disparition des grands animaux mais qu'il a fallu attendre une période de réchauffement plus propice, ce qui relativise la rapidité de reconstitution de la biodiversité après une extinction...

Ce renouvellement faunistique se serait donc déroulé en plusieurs étapes. La première juste avant la limite Crétacé-Tertiaire, avec l'émergence des premiers mammifères placentaires. Une seconde au moment de cette crise biologique, où l'on assiste à une diversification des principaux ordres de mammifères modernes, dont certains existent encore. Puis une troisième phase, 10 millions d'années plus tard, avec une évolution rapide des espèces, mais aussi une diversification au sein de chaque ordre. elle pourrait être liée au réchauffement majeur qu'a connu la planète au début de l'Eocène, entre -55 et -50 millions d'années. Au chaud, sans l'ombre des dinosaures, les ancêtres des mammifères modernes auraient trouvé les conditions idéales pour prospérer.

- Les chimpanzés vivent dans des groupes très stables, p13

Les généticiens du groupe ont donc compté ces mutations sur 13 segments bien définis des chromosomes Y de 273 chimpanzés.

En comparant les résultats à une estimation de la fréquence de ces mutations, obtenue par ailleurs, ils ont calculé, pour chaque groupe, le temps écoulé depuis le plus récent ancêtre commun. Résultat : l’âge des groupes étudiés varie entre 125 et 2600 ans.

Brèves et liens

Physique

cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- L'inflaton ne fluctue pas

C'est on ne peut plus spéculatif, examinant la possibilité des univers multiples et de prétendus "cerveaux de Bolztmann" (témoignant de l'incompréhension de l'information par les physiciens) mais le seul résultat intéressant, c'est que l'inflaton (très spéculatif lui aussi) ne serait pas soumis aux fluctuations quantiques car précédant les particules et ne comportant aucun "observateur", ce qui aurait pour conséquence un univers fini.

- L'effet Casimir pourrait maintenir ouvert les trous de ver

Selon le physicien Luke Butcher de l'université de Cambridge (Royaume-Uni), si l'on parvenait à créer un trou de ver macroscopique, il générerait de lui-même un effet Casimir capable de le maintenir ouvert pendant une longue période avant de se refermer.

Une autre étude fait l'hypothèse que les trous noirs au centre des galaxies (dont la nôtre) pourraient être des trous de ver ce qui pourrait se détecter par le fait qu'un trou de ver a un rayon réduit par rapport à celui d'un trou noir (étant moins massif ?).

- La Lune aurait absorbé une autre petite lune

En fait une nouvelle hypothèse bien plus crédible met en cause le refroidissement plus rapide de la face cachée de la lune à un moment où la Terre encore très chaude ramollissait la surface de la lune plus proche.
 
- Contourner le principe d'incertitude

Les minuscules dispositifs en aluminium de seulement 40 microns de long et 100 nanomètres d'épaisseur dans lesquels ont été observé le bruit quantique.

Une fois que les chercheurs ont un mécanisme fiable pour détecter les forces générées par les fluctuations quantiques sur un objet macroscopique, ils pourraient modifier leur résonateur électro-mécanique, avec un algorithme mathématique permettant de soustraire le bruit de la mesure de la position et du mouvement à partir de ces mesures.

L'expérience montre que a) le bruit est présent et peut être capté par un détecteur, et b) il peut être pris en compte de façon à ne pas affecter la mesure. "C'est une façon de contrer le principe d'incertitude de sorte que vous pouvez augmenter la sensibilité d'un détecteur sans augmenter le bruit".

- Réconcilier mécanique quantique et classique avec les automates cellulaires ?

Ils arriveraient à rendre compatible une base classique avec les inégalités de Bell.

- Créer des paires de particule-antiparticule avec un laser

Le principe se déroule en deux étapes. D'abord des électrons sont accélérés jusqu'à atteindre une vitesse légèrement inférieure à celle de la lumière. En cognant une plaque d'or, ils libèrent des photons un milliard de fois plus énergétiques que la lumière visible. Dans un deuxième temps, à travers un hohlraum (petit tube en or fermé, percé d'une fente sur le côté) pénètre un laser ultra-puissant. C'est là où survient la collision entre les photons du laser et ceux émis par la feuille d'or, permettant la formation de 100 000 paires d'électrons/positrons.

Voir aussi Futura-Sciences.

- La conductivité thermique du graphène augmente avec la taille

- Séparer l'eau de l'huile

Ce revêtement "oléophobe hydrophile" a été appliqué sur un treillis métallique. Quand on verse un mélange d'huile et d'eau dessus, l'eau coule à travers dans le récipient au-dessous, tandis que l'huile reste perchée au sommet de la surface de maille. Ensuite, il suffit d'incliner le récipient pour faire passer le pétrole dans un autre récipient. La séparation est instantanée et plus efficace que les autres méthodes, de plus il n'a fallu qu'une opération pour faire le revêtement.

Cette propriété est notamment très utile pour séparer le pétrole de schiste de l'eau utilisée dans la fracturation hydraulique.


- Geckskin, un adhésif inspiré du Gecko

Cet adhésif est capable de supporter plus de 300 kg sur une surface lisse et se détache facilement quand on retire le poids.

Climat

climat, énergies, écologie

- La perte de diversité végétale post-glaciaire a causé la disparition des mammouths?

"On note une grande diversité végétale avant la glaciation, avec un mélange de plantes herbacées de type pissenlit, myosotis ou trèfle, et de graminées. La période post-glaciaire, qui correspond à la disparition des mammouths, se caractérise par une recrudescence des graminées", poursuit le biologiste. Des résultats confirmés par l'analyse des contenus stomacaux de 8 grands mammifères d'avant la dernière glaciation. Pour les scientifiques, l'azote contenu dans les déjections de la grande faune pourrait avoir favorisé les herbacés non graminoïdes au détriment des graminées. "La question que l'on se pose, c'est: est-ce la disparition de la grande faune qui a provoqué le basculement de la végétation arctique vers le "tout graminées" ou le changement des conditions climatiques ?".

Voir aussi Futura-Sciences.

Le rôle de la chasse ne peut être cependant minimisé, donnant sans doute le coup de grâce, ce que suggèrent notamment les "cimetières de mammouths" datés de -45.000 ans à -15.000 ans et témoignant d'une présence humaine. Les chiens auraient pu y avoir un rôle à la fois dans la chasse elle-même et pour protéger les carcasses des autres prédateurs.

- Record de concentration de CO2 dans tout l'hémisphère Nord

En avril, pour la première fois, les concentrations mensuelles de dioxyde de carbone (CO2) dans l'atmosphère ont dépassé 400 parties par million (ppm) dans tout l'hémisphère Nord.

- La fonte des glaciers de l'Antarctique s'accélère

"Ces glaciers contribuent de manière significative à l'augmentation du niveau des océans, car ils relâchent chaque année autant de glace dans l'océan que l'ensemble de la banquise du Groenland".

"Ces glaciers contiennent suffisamment d'eau pour accroître le niveau global des océans de 1,2 mètre. Et ils fondent plus rapidement que ce que les scientifiques avaient prévu".

- Un climat plus agité accélère la fonte des glaces

- Le fer libéré par la fonte des glaces pourrait absorber plus de CO2

La fonte des glaces serait chargée de quantités de fer biodisponible non négligeable qui devraient permettre une multiplication du plancton et donc de la capture du CO2 dans leurs coquilles mais l'impact devrait en être quand même très limité.

- Des zones d'Australie ont capturé une quantité record de carbone

En 2011, les sols ont stocké presque 40 % des émissions de CO2 liées aux activités humaines (combustion du carbone fossile et changements d'utilisation des sols en particulier). Un record.

Une étude internationale publiée dans Nature, à laquelle a participé le Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (CEA/CNRS/UVSQ), montre que cette forte captation est principalement due à un accroissement de la masse végétale dans des zones semi-arides en Australie. Cet accroissement est causé par les pluies associées au phénomène La Niña, qui se caractérise par un renforcement des vents de type alizés sur le Pacifique équatorial entrainant un apport d'humidité sur l'Australie.

"Cependant, il faut bien voir que ce record de 2011 n'aura pas de conséquence majeure sur le long terme pour la capture du carbone anthropique", note Philippe Ciais, chercheur au LSCE, co-auteur de l'étude. "Les systèmes semi-arides sont des systèmes à cycle court pour le stockage du carbone. On peut s'attendre à ce que ce carbone soit rapidement relâché par la respiration de la végétation ou par les feux".

- Le vortex antarctique plus fort que jamais

Le réchauffement renforce les vents au pôle sud, privant l'Australie de pluies.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Sans les arbres, pas de nuages

Les arbres seraient nécessaires à l’apparition de nuages dans le ciel. Les vapeurs qu’ils émettent s’oxydent dans notre atmosphère et seraient capables de se combiner avec de l’acide sulfurique ; les particules obtenues pourraient ainsi croître et devenir des noyaux de condensation autour desquels les gouttelettes des nuages se forment.

L’expérience montre que les ions issus de rayons cosmiques favorisent ce taux de formation uniquement lorsque les concentrations d’acide et de vapeurs sont faibles.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Nouvelle technologie d'extraction de pétrole des sables bitumineux

Avec cette technique, on pourrait obtenir 40% de pétrole en plus grâce à du minerai de fer bon marché en grande quantité. De plus, le procédé permet également de faciliter la transformation du minerai de fer en acier.

D'un autre côté, ces méthodes d'extractions possèdent encore un coût environnemental important : trois fois plus de gaz à effet de serre sont émis lors d'une extraction à partir de sables bitumineux et de fortes quantités d'eaux polluées sont produites durant le processus.

Le coût d'extraction des sables bitumeux vont de 40$ à 80$. Pour qu'ils ne soient plus assez rentables pour être exploités, il faudrait donc que les prix du pétrole chutent très en dessous des 100$ actuels, ce qui semble bien peu probable...

- Coût du solaire PV: la chute libre

En 2013 le coût du grand solaire PV au sol, avec une insolation allemande de 1200 kWh/m2, était de 8c€/kWh. Il sera de 7 c€ dès 2017, et de 6 c€ dès 2024.

Dans le sud et l'ouest (La Rochelle) de la France l'insolation dépasse 1400 kWh/m2, d'où un coût du PV encore inférieur.

Le grand PV est dès aujourd'hui à 6,3c€/kWh au niveau des sites du monde où l'insolation dépasse 2000 kWh/m2 et tombera à 4,5 c€ en 2030.

EDF demande un tarif d'achat de 11 c€/kWh pour son nucléaire EPR.
A insolation équivalente le kWh thermosolaire (CSP) est et restera deux fois et demi plus coûteux que le kWh PV.

En conclusion EPR et CSP coûtent beaucoup trop cher, vive le PV.

- Solar Roadways veut transformer les routes en panneaux solaires

Solar Roadways ambitionne de transformer les routes en source d’énergie grâce à des pavés en verre trempé dans lesquels sont intégrés des panneaux solaires, des Led ainsi que des résistances pour éliminer la glace et la neige. Ce système pourrait s’autofinancer en produisant de l’électricité, qui servirait également à alimenter le marquage au sol lumineux et à recharger les batteries des véhicules électriques.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Le système EauSoleil couplé à la production de microalgue spiruline et à des écodomes bioclimatisés

- Des citernes souples ouvertes de 400 m3 pour le système EauSoleil

Des citernes souples ouvertes de 400 m3, diamètre de 20 mètres, hauteur d'1m30. Intérêt: - récupérer l'eau de pluie - installer du photovoltaïque flottant à suivi azimutal.

- Le système eau Soleil est adapté pour les toitures des villes en pente

 
- Le photovoltaïque sub-aquatique pour une efficacité optimale

Gain d'efficacité du photovoltaïque (température optimale) encore plus important qu'avec les systèmes flottants.

- Des particules qui s'auto-assemblent pour capturer la lumière

Les particules bioniques ajoutent les avantages des matériaux inorganiques, qui peuvent facilement convertir l'énergie lumineuse en électrons, avec des molécules biologiques dont les fonctions chimiques ont été fortement optimisés par l'évolution.

L'équipe a conçu des particules combinant le tellurure de cadmium, un semi-conducteur couramment utilisé dans les cellules solaires, avec le cytochrome C, une protéine utilisée par les plantes pour le transport des électrons dans la photosynthèse. Avec cette combinaison, le semi-conducteur peut convertir le rayonnement solaire en électrons, et le cytochrome C peut extraire ces électrons pour les utiliser dans des réactions chimiques qui pourraient produire du carburant, par exemple.

Pour obtenir ces réactions, les molécules de cytochrome C et les nanoparticules de tellurure de cadmium doivent échanger des électrons. Cet échange est plus efficace lorsque les composants sont assemblés, c'est pourquoi l'équipe a mis au point un processus leur permettant de s'auto-assembler en superparticules. Pour être plus efficaces, le semi-conducteur et le cytochrome C ont besoin de l'aide d'autres enzymes, qui ont été incorporées aussi dans les superparticules.

Un des objectifs est la conversion du dioxyde de carbone et de l'eau en gaz de synthèse (syngas).

- L'effet thermogalvanique pour convertir en électricité la chaleur perdue

Le procédé se base sur le fait que le voltage des batteries dépend de leur température pour récupérer plus d'électricité qu'on y a mis en chauffant les batteries à vide puis en les refroidissant une fois chargées. L'efficacité est de 5,7% d'électricité en plus avec une différence de température de 60°C. Cette technologie peu coûteuse n'est intéressante par rapport à la thermoélectricité que pour les relativement faibles différence de température.


- Les éoliennes d'altitude plus efficaces

A taille similaire la production d'électricité serait double avec ces éoliennes gonflées à l'hélium et pour un coût de 18 cents/kWh. L'altitude est automatiquement ajustée en fonction du vent. L'objectif est l'utilisation dans les endroits où les éoliennes conventionnelles ne sont pas adaptées. Il est aussi envisagé de s'en servir comme d'antenne WiFi !

- L’arbre à vent

C’est un arbre de huit mètres de haut, dont le tronc blanc est en acier. Au bout de ses branches, une centaine de feuilles dotées de petits générateurs s’activent comme autant de mini-éoliennes.

Un seul de ces arbres installé au bord d’une route ou sur un rond-point permet d’allumer quinze réverbères mais aussi d’alimenter en partie une salle de spectacles ou des stations de recharge pour voitures électriques. Le tout pour un coût qui devrait avoisiner 25 000 euros. Cela revient à un coût de 35 centimes par kilowattheure, ce qui est compétitif.

- L'Etat de Vaud soutient le stockage d'énergie par air comprimé

L'utilisation d'un piston hydraulique – au lieu d'un piston mécanique c'est de l'eau qui, pompée dans un cylindre, comprime l'air dans l'espace restant – confère au système un rendement optimal, générant beaucoup moins de pertes sous forme de chaleur. Stocké dans des bouteilles, l'air à haute pression peut être conservé sans pertes jusqu'au moment où il sera nécessaire de générer à nouveau de l'électricité, par détente dans ce même cylindre. «L'un des avantages de notre système est qu'il ne nécessite pas de matériaux rares. En outre sa robustesse lui confère une grande longévité», explique Alfred Rufer.

C'est le même principe en bien moins lourd que le pompage-turbinage. Une étude prétend que jusqu'à 50% d'énergies renouvelables, il ne serait pas indispensable de stocker l'énergie produite.

- Une nouvelle batterie révolutionnaire au carbone organique

Cette nouvelle batterie "Ryden Dual Carbon battery" devrait avoir un cycle de vie de 3.000 charges et décharges avec des recharges 20 fois plus rapides que celles des batteries Li-ion. Conçue en partenariat avec l'université de Kyushu, elle dispose d'une cathode et d'une anode en carbone ainsi que d'une solution électrolyte organique.

Cette batterie ne semble pas nécessiter l'usage de terres rares ou de métaux lourds et serait recyclable à 100% ce qui constituerait une grande avancée dans le domaine du développement durable. De plus, l'utilisation de matériaux simples permet de réduire fortement son coût, comparé aux autres technologies requérant des métaux rares.

- Des nanoparticules de dioxyde d’étain améliorent les batteries lithium-ion

La solution innovante proposée par les chercheurs du RS2E est le confinement de particules de dioxyde d’étain (SnO₂) de taille nanométrique (environ deux nanomètres) dans les pores interconnectés d’une matrice carbonée.

- Un supercondensateur opérationnel

La caractéristique principale de ce supercondensateur est de résister, contrairement aux autres, aux conditions réalistes d'utilisation, c'est-à-dire aux contraintes mécaniques et aux vibrations. Il est constitué de silicium avec des nanopores, d'une couche ultra-fine de carbone et d'un polymère servant d'électrolyte (réservoir d'ions) et de colle entre les différentes couches de matériaux. Sa capacité est dix fois moins importante que celle des batteries lithium-ion mais il se charge et décharge instantanément.


- Une batterie de flux au chrome et au fer fait chuter les coûts du stockage de l'énergie

Enervault affirme que ses batteries peuvent rivaliser avec la forme la moins chère du stockage de l'électricité disponible aujourd'hui, le pompage-turbinage.

Les batteries sont particulièrement bien adaptés pour le stockage de grandes quantités d'énergie.

Il y a toujours un hic : là c'est une efficacité de seulement 70% !

- L'impression 3D écolo à base d'algues

Le FabShop et la société AlgoPack, tous deux implantés en Bretagne, commercialiseront l'an prochain un substitut écologique au plastique, destiné aux imprimantes 3D, réalisé à base d'algues.

- Dessalement de l'eau de mer par ionisation

AquaOmnes est une technologie brevetée et inventée par Adionics. Son Président Fondateur, Guillaume de Souza, a déclaré à l’occasion du salon IFAT (Munich, 5-9 mai 2014), plus grand salon international sur les thématiques de l’Eau, l’Environnement et les Déchets : "Jusqu’à présent, les technologies classiques de dessalement retirent l’eau de l’eau salée. Notre technologie AquaOmnes fait exactement le contraire : elle retire les sels de l’eau salée. Dans le cas de l’eau de mer par exemple, cela revient à retirer seulement 3,5% de la matière. On comprend que notre technologie consomme vraiment beaucoup moins d’énergie. En outre, elle a le mérite de pouvoir traiter des solutions salines qui vont des eaux saumâtres à des saumures concentrées. C’est là le socle de notre innovation qui nous permet d’ambitionner de démocratiser l’accès au dessalement".

- Des maison flottantes contre les inondations

- Toshiba se lance dans les usines à végétaux

Laitues et autres végétaux cultivés à la lumière artificielle dans un environnement presque stérile et sans pesticides. Voir la vidéo.

 
- Sans eau ni terre, un gel fait tout pousser chez soi

Il s’agit d’une microserre qui permet de cultiver des pousses de légumes dans son appartement, sans le moindre effort.

Nul besoin d’une exposition solaire particulière, ni de terre. «C’est un jeu d’enfant, explique Osnat Michaeli, cofondatrice du projet. Il faut juste déposer les graines sur une base de gel d’agar-agar (ndlr.: une algue), fermer la boîte et attendre 10 à 14 jours.» Les plantations absorbent l’humidité de cette substance visqueuse et n’ont jamais besoin d’être arrosées.

- L'agriculture trop intensive pour les pollinisateurs

L'intensification de l'agriculture est de moins en moins efficace pour améliorer la productivité des cultures à mesure que celles-ci sont de plus en plus dépendantes des pollinisateurs. En particulier, cette intensification ne permet pas d'augmenter le rendement, voire occasionne plus de variabilité, pour les cultures hautement dépendantes du service de pollinisation.

Voir aussi Futura-Sciences.

Biologie

évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Darwin aurait plagié (en 1859) la théorie de Patrick Matthew (1832)

Darwin a nié en avoir eu connaissance, ce qu'un criminologue conteste !

"There is a law universal in nature, tending to render every reproductive being the best possible suited to its condition that its kind, or organized matter, is susceptible of, which appears intended to model the physical and mental or instinctive powers to their highest perfection and to continue them so.

Those individuals who possess not the requisite strength, swiftness, hardihiood, or cunning, fall prematurely at without reproducing". (On Naval and Timber Aboration, 1832)

En fait, comme presque toujours, l'idée était dans l'air du temps (Alfred Russell Wallace en particulier était sur le point de la publier) mais ce qui fait de Darwin l'auteur de la théorie, c'est la façon argumentée dont il l'a défendue (et tous ses travaux préalables antérieurs).

- Des bactéries survivent dans l'espace

Pendant 18 mois, différents organismes terrestres ont ainsi été exposés au vide spatial. Une première expérience a consisté à suivre la survie d’organismes cryptoendolithiques, notamment des microchampignons noirs. Intéressant les exobiologistes, ils se développent au sein même des roches en proliférant dans les espaces laissés libres entre les grains de minéraux. Les scientifiques ont également testé des lichens épilithiques, qui vivent non pas à l’intérieur des roches, mais à l’extérieur. Ces organismes ont été choisis en raison de leur très grande adaptabilité aux conditions environnementales extrêmes de leurs habitats naturels. Presque 18 mois d’expositions aux UV solaires, aux rayons cosmiques et aux variations de température n’ont pas eu raison de certains d’entre eux. Selon les chercheurs, ces organismes se seraient mis dans une sorte d’état de stase en attendant des conditions de vie plus favorables.

La plupart de ces organismes ont été tués, mais lorsque les rayons UV sont filtrés et les échantillons conservés à l'obscurité, environ « 50 % d’entre eux ont survécu à ces conditions ». C'est pourquoi il est probable que les spores peuvent survivre à un voyage sur un vaisseau spatial vers Mars « à la condition d’être abritées des rayons du soleil », peut-être dans une anfractuosité de la surface de l'engin spatial ou protégées par une couche d'autres spores.

Cela renforce l'hypothèse de la panspermie quoiqu'on puisse s'en passer et qu'il soit plus probable que seulement les briques de la vie soient venues de l'espace (les caractéristiques des bactéries reflètent plutôt celles des océans de la Terre primitive) mais si Mars avait développé la vie avant la Terre (ce que certains imaginent), il n'y aurait rien d'impossible à ce que les premiers micro-organismes nous soient parvenus de météorites martiennes.

- Les virus exploitent le soufre des sources hydrothermales

Ils infectent les cellules bactériennes pour obtenir leur butin, constitué de petits globules de soufre élémentaire. Mais au lieu de prendre la fuite avec le produit de leur larcin, les virus forcent les bactéries à brûler leurs réserves de soufre, puis ils utilisent l'énergie ainsi obtenue pour se reproduire.

Les chercheurs ont trouvé que 15 de ces 18 génomes viraux contenaient des gènes associés à une enzyme bactérienne qui oxyde le soufre. Ces génomes viraux pourraient compléter ou soutenir le métabolisme des bactéries qu'ils infectent, leur permettant de dégrader le soufre plus efficacement pour obtenir un gain d'énergie.

- Des bactéries avec un code génétique artificiel étendu

Au lieu de quatre lettres, l'alphabet génétique en a six, grâce à deux lettres artificielles.

Étonnamment, à part l'ajout d'une protéine de transport qui a introduit les nouvelles lettres génétiques dans les bactéries, l'équipe n'a pas eu à modifier les cellules du tout.

La nature ne fournit que 20 acides aminés, les blocs de construction des protéines. Le travail de Romesberg rend possible d'y intégrer 152 acides aminés artificiels en plus. Cela pourrait conduire à de nouveaux matériaux comme des nanofils et pourrait aider à faire des versions miniatures des composants électriques comme des batteries ou de meilleurs médicaments.

En fin de compte, l'idée est de construire des cellules semi-synthétiques qui exploitent deux codes génétiques distincts en parallèle. Le logiciel d'origine génétique pourrait maintenir les cellules en vie, tandis qu'un code génétique synthétique ou semi-synthétique parallèle permettrait à la cellule d'agir en tant que micro-usine pour fabriquer des substances utiles.

Voir aussi Le Monde, Futura-Sciences et Sciences et Avenir.

- L'ADN qu'on croyait "non codant" produit des protéines

La principale "surprise" du Projet protéome humain, c'est la découverte de 193 protéines qui ont été rattachées à des séquences ADN supposées être non codantes jusqu’à présent.

"Le fait que 193 protéines proviennent de séquences ADN censées être non codantes signifie que nous ne comprenons pas complètement comment les cellules lisent notre ADN, car ces séquences codent bel et bien les protéines".

Pandey estime que le protéome humain est tellement vaste et complexe que le catalogue des protéines ne pourra jamais être entièrement complété.

- Visualisation avec des nanotubes du mouvement des molécules dans la cellule

Les nanotubes étant fluorescents ont permis de visualiser les mouvements à l'intérieur d'une cellule et notamment de constater que l'agitation constante des cellules agit un peu comme un chimiste qui remue son éprouvette pour accélérer les réactions. Cette agitation serait provoquée par des protéines du même type que celles responsables des contractions musculaires.

Le cytosquelette mécanique des cellules est constitué de réseaux de filaments de protéines, comme l'actine. Au sein de la cellule, la protéine moteur ou myosine forme des faisceaux qui contractent activement le réseau d'actine pour de courtes périodes. Ces contractions aléatoires par plusieurs faisceaux de myosine du réseau d'actine aboutit à l'agitation interne globale de la cellule. Tant l'actine que la myosine jouent un rôle similaire dans la contraction musculaire.

- Découverte d'un titanosaure

Mis au jour en Argentine, ce colosse herbivore et quadrupède, d'environ 77 tonnes, est dans un état de conservation exceptionnel. Le quadrupède, membre de la famille des sauropodes et vieux d'au moins 90 millions d'années, mesurait environ 40 mètres de la tête à la queue. Sa tête, elle, se balançait à 20 mètres du sol.

Voir aussi Techno-Science et Futura-Sciences.

- Pinocchio rex

Un cousin au long nez (gueule) du Tyrannosaurus rex qui aurait vécu il y a plus de 66 millions d’années, peu avant la fin des dinosaures.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Des griffes multifonctions chez les dinosaures théropodes

Cette analyse minutieuse suggère que les Therizinosaurus se servaient de leurs excroissances osseuses principalement pour creuser la terre à la recherche de racines délicieuses, percer ou saisir, comme avec un harpon, et probablement pour se faciliter l’accès aux feuilles des branches. Chaque espèce était plus ou moins spécialisée.

- Les oiseaux étaient des tout petits dinosaures

La catastrophe a épargné un groupe, les maniraptoriens, et parmi ceux-ci, le sous-groupe des avialiens, qui avaient la particularité d’être beaucoup plus petits que la moyenne des dinosaures – ils pesaient autour d’un kilo – et d’avoir des plumes. Ces petits dinosaures à plumes sont les ancêtres directs des oiseaux.

Lorsque les conditions écologiques ont été bouleversées par la catastrophe de la fin du crétacé, les petits dinosaures se sont adaptés plus facilement à la nouvelle situation. Ils ont pu trouver des niches écologiques adéquates, alors que les grands dinosaures, encombrés par leur énorme carcasse et handicapés par leurs gros besoins alimentaires, n’ont pas pu s’en sortir. Ce n’est pas tout : la diminution de la taille a permis aux avialiens de voler.

- Un spermatozoïde de 17 millions d'années

C'est le sperme de petits crustacés, remarquablement conservé.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Les termites sont plus primitives que les fourmis

Malgré de nombreux gènes communs, les termites quittent rarement leur termitière et ont beaucoup moins de récepteurs olfactifs que les fourmis, ce qui semble indiquer que la communication olfactive y est moins essentielle dans l'organisation sociale. De même, les termites mâles fécondent continument les oeufs que leur reine pond sans conserver leur sperme et vivent plus longtemps que ceux des fourmis qui meurent une fois qu'ils ont fécondé les oeufs de leur reine qui stocke bien plus longtemps leur sperme. Ces différences génétiques peuvent aider à mieux se protéger des termites.

- Une larve de coléoptère avec 12 yeux et 28 rétines plus des doubles foyers

Une paire d'yeux est myope et l'autre hypermétrope, de plus les quatre yeux ont deux rétines et une lentille bifocale. Ce sont eux qui donnent aux larves le deuxième indice de la distance.

Les larves de Thermonectus marmoratus se trouvent généralement dans les étangs et ruisseaux troubles du sud-ouest des États-Unis. Ce sont des chasseurs impressionnants, se nourrissant de petits insectes et les larves de moustiques en une seule frappe rapide et mortelle.

- Les mouches réfléchissent avant d'agir

Les drosophiles réfléchissent avant d’agir, et ce de façon prolongée face à une situation complexe. En effet, elles sont capables de réunir un maximum d’informations pour faire un choix, preuve que leur comportement n’est ni instinctif ni impulsif. Cette étonnante capacité est due à un gène nommé FoxP, présent au niveau des neurones, qui est impliqué dans le processus décisionnel.

Les scientifiques ont découvert que certains spécimens mutés pour le gène FoxP étaient beaucoup plus indécis que les contrôles : leurs délais de réflexion sont bien plus supérieurs que la normale face à un choix complexe. L’activité de FoxP a été localisée dans un petit cluster de 200 neurones (la drosophile en possède en moyenne 200.000).

Ces derniers seraient donc ceux impliqués dans la collecte d’informations qui précède la prise de décision. Un seul exemplaire du gène est présent chez l’insecte, contre quatre chez l’Homme. Ils sont entre autres liés au développement cognitif et à l’apprentissage du langage.

- Son chat attaque un chien qui mort un enfant

 
- La guerre civile chez les chimpanzés

A partir des notes de Jane Goodall, on a pu reconstituer la division d'un groupe de chimpanzés en 1970 menant à l'hostilité entre eux et la destruction des "rebelles". A la mort d'un mâle dominant, son remplaçant s'est révélé assez faible, suscitant la rivalité de deux frères et la division des chimpanzés en groupes rivaux. Des expéditions du premier groupe, légitimiste, s'attaquant à plusieurs contre un seul des rebelles à chaque fois a fini par mener à l'élimination totale des rebelles au bout de 4 ans.


- Le remodelage des connexions nerveuses in vivo et en temps réel

Selon la "théorie de Hebb", "Les cellules qui déchargent ensemble, se connectent ensemble. Les cellules qui ne sont pas synchronisées, perdent leur lien". La visualisation in vivo de ce processus chez des têtards transparents permet de compléter ce processus :

"La découverte surprenante et tout à fait inattendue, c'est que, même si une stimulation asynchrone affaiblit effectivement les connexions, il y a une augmentation de 60% des branches axonales qui explorent l'environnement - mais ces branches exploratoires ne persistent pas sur le long terme".

La stabilisation des connexions se ferait par le récepteur de N-méthyl-D-aspartate.

- Voir son cerveau en action

Un dispositif combine, pour la première fois, des méthodes de réalité augmentée et d’électroencéphalographie (EEG) en temps réel.

Pour ce faire, l’utilisateur est équipé d’un casque EEG utilisant des électrodes situées à la surface du crâne pour capter et enregistrer l’activité électrique émise par le cerveau. Une caméra 3D et un écran recouvert d’un film semi-réfléchissant (jouant le rôle de miroir), viennent compléter le dispositif.

L’activité du cerveau captée par EEG est reconstruite en temps réel pour être projetée sur un "cerveau virtuel" qui est affiché à l’écran au niveau de la tête de l’utilisateur. La caméra 3D permet de suivre la position de la tête afin que le cerveau virtuel soit parfaitement superposé, avec un effet de transparence, au niveau du crâne de l’utilisateur.

Voir aussi Futura-Sciences et Pour la Science. Par ailleurs, une technique d'imagerie 3D utilisant des protéines fluorescentes sensibles au calcium permettrait de suivre l'activité du cerveau à la milliseconde près mais pour l'instant, elle n'a été appliquée qu' au ver Caenorhabditis elegans !

- De légers courants électriques pour contrôler ses rêves

L'induction d’un courant électrique lors d’une phase appelée sommeil paradoxal pourrait permettre à un individu d’influer sur le déroulement de ses songes nocturnes.

Après trois minutes continues de sommeil paradoxal, ils ont déchargé des courants électriques de fréquences croissantes dans les régions frontale et temporale, un procédé indolore.

Lorsque des fréquences comprises entre 25 et 40 Hz étaient utilisées, la majeure partie des participants a indiqué avoir été conscients qu’ils rêvaient et s’être vus de l’extérieur, une description semblable à celle ressentie lors de rêves lucides. Ces mêmes valeurs étaient d’ailleurs celles pour lesquelles on observait les ondes gamma liées à leur apparition. La corrélation des résultats appuie l'hypothèse selon laquelle les sujets ont perçu l’induction de rêves conscients grâce à ces stimulations électriques.

- Musique et langage

De  nombreux spécialistes pensent que le langage et la musique sont apparus de concert, ou du moins que les deux sont étroitement liés. Deux études récentes apportent de nouveaux arguments étayant cette thèse. L’une d’elles rapproche davantage la poésie de la musique que du langage. La seconde révèle que des processus cérébraux sont communs aux deux facultés typiquement humaines.

Dans le premier travail, 14 musiciens et 9 non-musiciens ont été invités à participer à des tâches de génération verbales et musicales en même temps qu'étaient mesurées les variations du flux sanguin dans l’hémisphère gauche du cerveau. Pour les habitués des instruments, les deux activités font travailler les mêmes régions cérébrales, ce qui n’est pas le cas chez les autres.

La seconde étude n’a porté que sur des non-musiciens, participant à des expériences pour évaluer leur aptitude à générer des mots et à percevoir la musique. Au début, les profils des flux sanguins étaient très différents. Mais ils sont devenus bien plus proches après que les participants ont eu le droit à une demi-heure de pratique instrumentale.

L’association serait même si étroite que des régions que l’on pensait impliquées dans les processus du langage s’activent en cas de production de musique après seulement quelques instants de pratique. Les mécanismes cognitifs déjà en place et utiles à la parole sont donc très vite réquisitionnés dès lors qu’il s’agit de jouer d’un instrument.

- Spéculations sur le langage de Neandertal et son influence sur certaines régions (07/2013)

Tout cela me semble prématuré mais intéressant.

- Les mêmes neurones pousseraient au sexe ou à la violence

Les cellules nerveuses qui ont été stimulées par optogénétique étaient des neurones exprimant un récepteur des œstrogènes : les neurones Esr1+ (oestrogen receptor 1). Lorsque les neurones Esr1+ sont faiblement stimulés, la souris mâle cherche à monter sur une autre souris. Mais lorsqu’ils sont fortement stimulés, elle devient agressive.

C'est conforme au fait que la testostérone est connue comme à la fois responsable du désir sexuel et de l'agressivité, mais pas seulement, puisqu'également l'ocytocine favorise l'agressivité et le mensonge alors que c'est l'hormone de l'attachement et de l'instinct maternel. On avait déjà parlé du fait que l'ocytocine qui renforce les liens, renforce aussi l'agressivité envers les autres et, donc, dans cette nouvelle étude, également le mensonge pour protéger son groupe.

Cela devrait permettre de comprendre du moins qu'il n'y a pas de sens à vouloir une humanité moins égoïste, puisque l'égoïsme de groupe procède de l'amour, de même qu'il n'y a pas de sens à parler de bien et de mal puisque c'est le bien (des siens) qui est la cause du mal (qu'on fait aux autres). Ainsi Ishtar comme Athéna était à la fois la déesse de l'amour et de la guerre.

- La culture du riz plus collectiviste que celle du blé

L'étude me semble douteuse mais l'hypothèse n'est pas absurde.

Santé

traitements, nutrition, hygiène

- Progression de l'espérance de vie

Dans les pays riches, le gain dans l'espérance de vie s'explique par le fait que moins d'hommes et de femmes y meurent avant leur soixantième anniversaire, suite à des attaques ou maladies cardiaques.  La réduction de la consommation du tabac est aussi un facteur explicatif.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Les radicaux libres déclenchent les mécanismes de protection de la cellule

Les mécanismes apoptotiques, lorsqu’ils sont stimulés de façon particulière par les radicaux libres par l’intermédiaire d’une protéine nommée CED-13, n’aboutissent pas au suicide cellulaire. Au contraire, les chercheurs ont montré qu’ils activaient certains gènes associés à la sensibilité au stress et qui favorisent la survie cellulaire en préservant du dysfonctionnement des mitochondries.

- Pas de cause unique du vieillissement mais l'interaction de plusieurs facteurs

L'influence des gènes et de l'alimentation sur la longévité dépendent de leurs interactions (ainsi les restrictions alimentaires ne sont positives que pour certains profils génétiques).

- La mélatonine, un allié contre les os fragiles

L’hormone du sommeil jouerait un rôle dans le renforcement des os et serait potentiellement utile dans le traitement de l’ostéoporose.

- Un gène de longévité qui protège le cerveau

Les personnes qui ont une variante d'un gène de longévité, appelé KLOTHO, ont des compétences supérieures de réflexion, d'apprentissage et de mémorisation et seraient protégés de la maladie d'Alzheimer. L'augmentation des niveaux de ce gène chez la souris la rendrait plus intelligente, peut-être en augmentant la force des connexions entre les cellules nerveuses.

Les gens qui ont une variante du gène KLOTHO, appelé KL-VS (25% de la population), ont tendance à vivre plus longtemps et moins de chances de souffrir d'un accident vasculaire cérébral alors que les personnes qui ont deux copies peuvent vivre des vies plus courtes et ont un risque plus élevé d'AVC.

Des tests sanguins ont montré ceux qui avaient une copie de la variante KL-VS ont également des niveaux élevés de la protéine klotho dans la circulation sanguine. Ces niveaux diminuent avec l'âge. Les chercheurs pensent que cette diminution liée à l'âge pourrait être impliquée dans la baisse de performance aux tests cognitifs.

Ce gène augmenterait les récepteurs NMDA du glutamate (GluN2B) et pourrait servir dans le traitement des démences.

- Manger du piment rouge et avoir moins de douleurs allongerait l'espérance de vie

Le récepteur à la douleur appelé TRPV1, notamment présent dans la peau et dans les nerfs, est détruit par des substances comme la capsaïcine, composant actif du piment.

Or des souris dépourvues du récepteur TRPV1 ont présenté une longévité supérieure de 14 % en moyenne (soit 4 mois) à celle de souris "normales".

Mieux, lorsque ces souris vieillissent, leur métabolisme présente toujours des caractéristiques "juvéniles" : il continue de réguler aussi efficacement et rapidement les taux de sucres dans le sang que pendant leur jeune âge.

L'allongement de l'espérance de vie chez ces souris pourrait s'expliquer par le rôle que le récepteur à la douleur TRPV1 joue dans le pancréas lors de la régulation de l'insuline.

Les récepteurs TRPV1 sont impliqués dans la libération d'une substance appelée CGRP, qui empêche l'insuline d'entrer dans les canaux sanguins. Ainsi, chez les souris dépourvues de récepteurs à la douleur TRPV1, les quantités de CGRP libérées dans l'organisme seraient moindres, ce qui permettrait à l'insuline de pénétrer beaucoup plus facilement dans le sang.

"L’ingestion chronique de composés qui affectent le TRPV1, comme la capsaïcine, peut aider à prévenir le déclin métabolique lié à l’âge et mener à une longévité accrue chez l’homme"

On avait déjà vu que l'insulin growth factor-1 (IGF1) était un des principaux facteurs de longévité.

Un article de 2008 sur l'identité des récepteurs de chaleur et des récepteurs à la capsaïcine montrait leurs similitudes avec les récepteurs des cannabinoïdes. Le lien entre cannabis, inflammation et piment n'est pas si nouveau, on en parlait déjà en 2002 (la vanille activant les mêmes récepteurs) et dans la revue des sciences 07/07, des souris dépourvues de récepteurs cannabiques étant plus sensibles aux inflammations. L'effet du cannabis sur le diabète a aussi été confirmé depuis.

- Un traitement ADN du diabète

Les personnes atteintes de diabète de type 2 sont plus susceptibles d'avoir des mutations du gène qui code une protéine appelée enzyme de dégradation de l'insuline, ou IDE.

David Liu et son équipe de Harvard ont identifié un composé chimique qui peut inhiber IDE, et ils ont montré que ce composé augmente la quantité d'insuline dans le sang.

Le nouveau composé a été développé en utilisant un nouveau procédé appelé synthèse sur matrice d'ADN. Il s'agit de relier des milliers de structures chimiques différentes à des milliers de brins d'ADN, puis en tirant parti des interactions entre deux brins d'ADN pour combiner les produits chimiques afin d'en créer de nouveaux.

La synthèse sur matrice d'ADN permet, sans matériel coûteux, d'évaluer plus rapidement toutes les petites interactions moléculaires qui pourraient se produire à partir d'une bibliothèque de constituants.

L'inhibiteur IDE nouvellement identifié pourrait déboucher sur un nouveau médicament contre le diabète de type 2.

- Un autre traitement du diabète de type 2

Un signal qui facilite la sécrétion d'insuline et réduit l'hyperglycémie dans un modèle animal du diabète de type 2 est favorisé par un nouvel enzyme.

"Quand le sucre est utilisé par les cellules bêta du pancréas, sécrétrices d'insuline, elles produisent du monoacylglycérol, une molécule de signalisation semblable à de la graisse qui est associée à la libération d'insuline dans le sang; nous avons trouvé que la production de monoacylglycérol est essentielle pour que les cellules bêta puissent sécréter l'insuline sous l'effet du glucose" a déclaré Murthy Madiraju, chercheur au CRCHUM. L'équipe de recherche a découvert un élément important, un enzyme appelé alpha/bêta hydrolase domaine-6 (plus simplement l'ABHD6), qui dégrade le monoacylglycérol et exerce donc un contrôle négatif sur la libération d'insuline.

Des substances nouvelles bloquant puissamment l'ABHD6 sans présenter de toxicité indésirable, sont susceptibles d'être développées sous forme de médicaments pour le diabète de type 2.

- Une protéine qui guérit de l'Alzheimer ?

Un poisson-zèbre, génétiquement modifié pour mimer la maladie d’Alzheimer, a recouvré un comportement normal grâce à l’injection d’une protéine, baptisée FKBP52, qui interagit avec la protéine tau et qui est naturellement abondante dans le cerveau humain.

- Quadri-thérapie contre les cellules cancéreuses

En combinant 4 techniques à la fois, l'efficacité pour venir à bout des cellules cancéreuses résistantes est décuplée sans dommage pour le patient.

C'est la combinaison de 4 composants : la chimiothérapie, les radiations, des impulsions laser dans le proche infrarouge et de l'or colloïdal (suspension de nanoparticules d'or).

L'efficacité de la quadri-thérapie est d'ordre mécanique, provoquant de minuscules nano-explosions appelées "nanobulles plasmoniques" qui éclatent à l'intérieur des cellules cancéreuses, qu'on ne peut enlever chirurgicalement, sous l'effet d'impulsions laser de faible énergie et une faible dose de rayonnements dont les nanoparticules d'or amplifient les effets mortels.

- Une protéine liée aux métastases

"Pour s'échapper, les cellules tumorales doivent creuser un tunnel dans la membrane basale qui délimite la glande mammaire" explique Philippe Chavrier.

Son équipe montre que la protéine PKC et la protéase MT1-MMP sont des moteurs de cette "invasion" cellulaire. Si on "éteint" PKC dans des lignées de cellules issues de cancer du sein agressif, l'approvisionnement en MT1-MMP au niveau de la surface des cellules est bloqué et l'invasion cellulaire n'est pas possible.

- Un nanodétecteur ADN des variations de ph liées au cancer

Les cellules cancéreuses ont généralement un pH inférieur à celui des cellules saines. Dans les organismes vivants, ces légers changements de pH apparaissent généralement sur de petites surfaces mesurant quelques centaines de nanomètres. Des détecteurs ou des nanomachines capables de mesurer des changements de pH à cette échelle seraient très utiles.

"En utilisant une séquence d'ADN spécifique formant une triple hélice sensible au pH, nous avons conçu un nanodétecteur polyvalent qui peut être "programmé" pour émettre une fluorescence à un pH bien précis".

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Un traitement contre les cancers qui se soustraient au système immunitaire

- Une dose massive du virus de la rougeole guérit un cancer de la moelle (myélome)

Concrètement, le cancer de cette patiente de 49 ans est un myélome, il crée une accumulation de cellules plasmatiques malignes dans la moelle osseuse. Ses médecins de la clinique Mayo lui ont injecté une version génétiquement modifiée du virus de la rougeole, or celui-ci a la capacité de justement pénétrer cette zone. La dose devait être conséquente, sans quoi son système immunitaire aurait détruit le virus avant que celui-ci ne détruise les cellules atteintes. Aujourd’hui, elle est totalement guérie.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.


- Un virus de l'herpès modifié intégré à des cellules souches contre des tumeurs cérébrales

Des virus de l'herpès, modifiés pour exprimer un agent anti-tumoral appelé TRAIL qui déclenche l'apoptose, ont été introduits dans des cellules souches humaines mésenchymateuses (MSC) encapsulées dans des gels biocompatibles et injectées dans des tumeurs de glioblastome de souris. La technique s'est révélée plus efficace que l'injection directe du virus éliminé par le liquide céphalo-rachidien et son action a pu être suivie par imagerie cérébrale.

- Comment orienter le destin d'une cellule souche par les tensions subies

En fonction des tensions exercées sur des cellules souches en division, ils ont observé que ces dernières produisaient préférentiellement deux nouvelles cellules souches, ou bien une cellule souche et une cellule spécialisée, voire deux cellules spécialisées.

Les chercheurs ont souhaité étudier l'influence de la tension qui s'exerce sur une cellule en milieu naturel, dans les tissus de l'organisme. Ils ont pour cela mis en œuvre des "micropatterns" conçus spécifiquement par l'Institut de recherches en technologies et sciences pour le vivant (CEA IRTSV). Ces derniers sont des motifs de formes variées (ronde, carrée, en ancre de bateau simple ou double etc) de quelques micromètres carrés, de la taille d'une à deux cellules. Disposés sur de petites plaques, à raison de plusieurs milliers par plaque, ils sont recouverts de substrat permettant aux cellules de s'attacher uniquement sur le motif. Chaque cellule souche est disposée sur un micropattern, qui sert alors de rail à sa division: ses deux cellules filles restent sur le motif. En jouant la forme du motif, et donc sur la surface d'adhésion, il est possible de modifier les tensions ressenties par la cellule souche et d'en étudier les conséquences sur la nature des divisions.

Les scientifiques ont ainsi observé qu'un motif asymétrique provoque environ 2,5 fois plus de division à ségrégation de l'ADN "biaisée" qu'un motif symétrique. De plus, un motif asymétrique provoque également quatre fois plus de divisions asymétriques - donnant une cellule souche et une cellule différenciée - qu'un motif symétrique.

Le motif asymétrique oriente donc vers une division asymétrique et favorise le couplage entre ségrégation biaisée de l'ADN et génération de deux cellules filles différentes. Le destin des cellules souches ne reposerait donc pas uniquement sur des signaux cellulaires internes, mais également, et dans une forte mesure, sur des conditions extérieures, et notamment sur les tensions perçues par les cellules en division.

- Des cellules souches peuvent survivre 17 jours après la mort

En mai 2012, une équipe de l’institut Pasteur annonçait la découverte de cellules souches vivantes dans les muscles d’une personne décédée depuis 17 jours, et dont le corps a été maintenu à 4 °C. D’autres expériences, chez la souris, montraient également la longue survie de ces cellules dans la moelle osseuse. On sait l’intérêt des cellules souches, qui sont indifférenciées, pour la médecine régénérative et l’importance de trouver des sources autres que des embryons.

Comment une cellule peut-elle survivre sans apport d’oxygène ni nourriture ? Ce sont justement ces conditions drastiques, explique-t-il, qui permettent vraisemblablement à la cellule de ne pas mourir en même temps que l’organisme. Ce stress brutal la conduit à s’installer dans un état de dormance, avec un métabolisme très bas.

- La stimulation laser des cellules souches des dents pour les régénérer

- L'hémoglobine du ver marin transporte 50 fois plus d'oxygène que l'humaine

Cette molécule permettrait de considérablement améliorer la conservation des greffons entre le temps où ils sont prélevés sur le corps des défunts et celui où ils sont greffés sur le patient en attente.

- Les bienfaits cardiovasculaires de l'huile d'olive

Sur un panel de 42 adultes, une partie ont pris pendant quatre semaines des compléments d'huile d'olive, une partie ont pris des compléments d'huile de poisson et une partie n'ont rien pris. Ils ont été exposés pendant deux heures à de l'air filtré et le jour suivant à un environnement avec des concentrations élevées de particules fines de pollution.

Le groupe qui avait pris des compléments d'huile d'olive n'a montré quasiment aucun changement dans la dilatation de ses vaisseaux sanguins, tandis que les deux autres groupes ont subi une réduction de 13 % chez ceux ayant pris de l'huile de poisson et 19,4 % dans le groupe témoin.

Enfin, une protéine jouant un rôle clé dans la dissolution des caillots sanguins a augmenté de 11,6 % immédiatement après une exposition à l'air pollué chez les participants traités avec de l'huile d'olive. Cet effet a persisté jusqu'à vingt heures. Les chercheurs n'ont constaté aucun changement dans le groupe traité avec l'huile de poisson ou sans aucun complément.

- Les causes environnementales de l'autisme aussi importantes que la génétique

C'est la première étude à fournir une analyse aussi complète de l’héritabilité du risque d’autisme jusqu’au niveau des cousins. Si ses résultats précisent le risque génétique à partir des antécédents familiaux, elles rétablissent aussi à 50% la part de responsabilité des facteurs environnementaux.

Ainsi, les auteurs de l'étude suggèrent des facteurs, sans les disséquer, pouvant être inclus dans les facteurs environnementaux : le statut socio-économique du foyer, des complications à la naissance, des infections maternelles et les médicaments pris avant et pendant la grossesse.

Cette étude montre également que l'hérédité est bel et bien présente : les enfants ayant un frère ou une sœur atteint d'autisme sont dix fois plus susceptibles de développer eux-mêmes l'autisme, trois fois s'ils ont un demi-frère ou une demi-sœur, et deux fois s'ils ont un cousin atteint d'autisme.

Le stress de la mère pendant la grossesse serait aussi une cause de traits autistiques chez l'enfant.

- Des bactéries magnétiques artificielles

Les chercheurs ont incorporé des particules magnétiques à des bactéries (probiotiques) qui se trouvent dans de nombreux aliments.

Ces bactéries magnétiques artificielles pourraient être employées dans des applications biomédicales pour obtenir des images de résonance magnétique et diagnostiquer des cancers de l'estomac, ou pour détruire en les chauffant des cellules malignes par hyperthermie magnétique.

- Un pacemaker alimenté sans fil

De quoi multiplier les capteurs et dispositifs électroniques dans le corps (en remplacement de traitements chimiques contre la douleur par exemple) et leur miniaturisation en réduisant la taille des batteries. Voir la vidéo. On peut penser cependant qu'il serait plus efficace d'utiliser l'électricité du corps ou le glucose du sang.

- L'optogénétique sans fil (par infrarouge)

L'optogénétique est une technique révolutionnaire permettant de tester les circuits neuronaux et les contrôler par la lumière mais étaient limitées pour leur utilisation dans les situations normales par le fait de devoir être relié à un fil. En utilisant des nanoparticules de conversion ascendante" (UCNP) capables d'absorber la lumière infrarouge qui pénètre profondément dans le corps et de la convertir en lumière bleue activant les neurones modifiés, on libère l'animal de ses entraves et on étend (dangereusement?) le champ de l'optogénétique.

Il semble qu'on ne puisse s'éloigner beaucoup du sujet, ce qui limite le caractère revendiqué de wireless bien que vrai stricto sensu. Ce n'est donc pas encore de la véritable commande à distance et la précision semble ne pouvoir être assez bonne ?

- Remplacer l'optogénétique par la chimiogénétique pour traiter l'épilepsie

Un gène, introduit dans le cerveau de rats par un virus, produit une protéine qui inhibe les neurones en présence d'un produit chimique appelé clozapine N-oxyde (CNO).

Plusieurs semaines plus tard, ils ont provoqué des crises d'épilepsie dont la gravité a chuté en moins de 10 minutes pour les rats ayant reçu du CNO.

- Des vêtements connectés pour surveiller les personnes épileptiques



- Impression 3D : vers une production massive d'os artificiel

Des chercheurs japonais ont mis au point une nouvelle technique pour fabriquer des os artificiels. Une avancée technique et thérapeutique sans précédent.

En utilisant un moule pour injection et une imprimante 3D, plusieurs milliers d'unités peuvent être produites chaque jour.

On aurait aussi bientôt un rein fonctionnel imprimé en 3D. Un article fait le point sur les applications médicales de l'impression 3D.
 
- Des lunettes ajustables pour les pays pauvres (entre 2 et 5€)

Le principe ? Deux verres à la courbure inverse sont placés l’un sur l’autre et coulissent pour s'ajuster à la vue du porteur. Des molettes placées sur les branches des lunettes permettent de faire coulisser ces verres de façon à faire la mise au point nécessaire à une bonne vision.

- Des molécules végétales pour remplacer le bisphénol A

Des chercheurs français de l’Inra et d’AgroParisTech travaillent depuis quelques années sur des substituts au BPA. Au cours d'une étude publiée dans Macromolecular Chemistry and Physics, ils ont mis au point une méthode à partir de matières premières d’origine végétale : des polysaccharides pariétaux (des composés issus des parois cellulaires), de l’acide férulique et du glycérol. « Les nouvelles molécules bisphénoliques obtenues présentent une excellente stabilité thermique jusqu’à la température de 250 °C », expliquent les scientifiques. Elles peuvent être utilisées comme plastifiant, notamment pour la fabrication d’emballages alimentaires. Bien entendu, contrairement au BPA, elles ne présentent pas d’activité de nature à perturber le fonctionnement endocrinien.

- Un nanomoteur ultrarapide pour diffuser des molécules

L’objet, composé de trois parties distinctes, est microscopique : ses dimensions sont inférieurs à un micromètre ! Atteignant une vitesse de près de 18 000 tours par minute, contre 600 tours par minute au maximum pour les autres modèles existants, l’appareil serait capable de fonctionner pendant 15 heures consécutives. Alors que les modèles actuels ne fonctionnent que quelques secondes, voire quelques minutes.

Lors de leurs expériences, afin de tester sa capacité à délivrer une substance, les ingénieurs ont recouvert la surface du moteur de produits biochimiques avant de le faire entrer en rotation. Ils se sont alors aperçus que plus vite l’engin tournait, plus vite la substance était délivrée. C’est la première fois que la vitesse de diffusion d’une molécule peut être contrôlée électriquement par une machine de ce type (voir vidéo).

Voir aussi Futura-Sciences.

- Nanomatériaux : des risques certains mais difficiles à évaluer

Les nombreuses études menées in vitro et in vivo sur des animaux de laboratoires (rats, souris) font état d'un nombre important et d'une grande diversité d'effets néfastes graves : retards de croissance, malformations ou anomalies dans le développement ou la reproduction, modifications génétiques, effets cancérigènes. Un impact sur le système nerveux central et des phénomènes d'immunosuppression ont également été rapportés...

Mais chaque nanomatériau présente des caractéristiques physico-chimiques particulières. De fait, selon l'avis rendu par l'Anses "leur toxicité et écotoxicité varient, non seulement selon les familles de nanomatériaux, mais au sein même de ces familles, ainsi qu’au cours de leur cycle de vie en fonction de leur environnement".

- Voir les nanoparticules à travers la peau

Ils ont pour cela injecté des nanoparticules fluorescentes en intraveineux chez plusieurs rongeurs. Ils les ont ensuite observé sous un éclairage ambiant puis en les éclairant avec une lampe à ultraviolet. Les images montrent effectivement la présence des nanoparticules stockées dans la peau.

Technologie

biotechnologies, informatique, robotique

- 3DNA, un programme pour construire des structures ADN en 3D

Programme open source permettant de concevoir, éditer et visualiser des structures ADN 3D construites à partir de briques élémentaires. Il y a aussi un générateur de séquences ADN aléatoires permettant d'obtenir le modèle 3D recherché !

- Un nano-injecteur pour transférer de l'ADN

Le dispositif, de type MEMS (microelectromechanical system) permet de manipuler l'ADN à injecter sans adjonction de fluide, minimisant ainsi le risque de mort cellulaire de la cellule receveuse.

"Nous utilisons, principalement, les forces électriques pour attirer et repousser l'ADN, et ainsi disposer d'une petite lance. Elle est insérée dans une cellule et une tension positive permet d'expulser l'ADN qu'elle contient".

- Produire des protéines artificiellement en dehors de la cellule avec de l'ADN

Les protéines sont des enzymes et nanomachines très efficaces mais dont la structure est très complexe. Le fait de pouvoir en produire à volonté en dehors des cellules est un grand pas en avant pour la chimie, la biochimie et les nanotechnologies pouvant mener à des cascades enzymatiques qui n'existent pas dans la nature. Pour l'instant, c'est la reproduction de protéines vitales qui a été obtenue (glucose-6 phosphate déshydrogénase ou G6PDH et malate déshydrogénase  ou MDH qui interviennent dans la biosynthèse des acides aminés, lipides et acides nucléiques) grâce à des séquences d'ADN s'auto-assemblant et une molécule de NAD au bout d'un brin d'ADN. Un colorant ajouté permet de vérifier que la réaction voulue a bien eu lieu.

G6PDH utilise un co-facteur appelé NAD qui retire des atomes d'hydrogène du glucose et les transfére à l'autre enzyme, MDH, pour fabriquer de l'acide malique et générer du NADH.

- Un plastique autorégénérant inspiré du réseau vasculaire

Le principe s'inspire du système vasculaire humain avec deux circuits indépendants qui forment un réseau de microcanaux entrelacés. L’un contient de la résine époxy et l’autre un durcisseur.

Lorsque cette structure est endommagée, cela entraîne une rupture des microcanaux, libérant les deux composants qui se mélangent alors et polymérisent pour reformer la matière. Cette technique permet de réparer de larges zones fissurées, et même des trous. Durant les différents essais, le plastique autorégénérant a pu réparer des trous de neuf millimètres de diamètre causés par l’impact d’une balle de pistolet.

- Une smartwatch contrôlé par torsion

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une bague Bluetooth pour contrôler ses appareils

La bague se présente comme un gros anneau pesant environ 56 grammes et renferme une série de capteurs inertiels qui détectent les positions et mouvements de la main. Nod se porte à l’index, avec une partie aplanie orientée vers la paume dont la surface tactile réagit aux gestes effectués avec le pouce. Sur les côtés de cette zone tactile se trouvent d’autres capteurs qui détectent le contact avec les doigts adjacents.

C’est grâce à cette configuration que la bague peut reconnaître des gestes faits avec deux ou trois doigts, ainsi qu’un certain nombre de mouvements tels que le balayage et la rotation. Nod est compatible avec les smartphones et les tablettes Android et iOS, les ordinateurs sous Windows et Mac OS X, les caméras portables de la marque GoPro et certains téléviseurs de dernière génération. De plus, la bague peut aussi se connecter à des appareils Wi-Fi en se servant du smartphone, auquel elle est reliée par Bluetooth, comme d’une passerelle.

- Un spectromètre pour analyser la nourriture entre autres

Au-delà du capteur qui devrait être commercialisé à la fin de l’année, l’ambition de Dror Sharon, son inventeur, est de créer la plus grande base de données d’empreintes moléculaire du monde physique, afin que les mesures du capteur puissent reconnaître les objets qu’il analyse. A l’avenir, l’enjeu est de construire des emballages qui savent quand le produit est périmé ou contrefait, des places de parking capables de savoir quand vos pneus ont besoin d’être gonflés…

Ce n'est pour l'instant qu'un projet kickstarter. Voir aussi Futura-Sciences.

- oPhone : recevez des odeurs par SMS

Appareil de forme cylindrique reposant sur un dock, l'oPhone est un petit boîtier blanc qui génère des signaux aromatiques complexes en succession rapide de petites émissions de vapeur, comme un téléphone standard transmet des informations audio. Il fonctionne grâce à la manipulation technologique de particules d'une manière similaire à la technologie d'aérosols médicaux.

D'abord réservé aux utilisateurs de l'iPhone par le biais d'une application gratuite appelée oSnap, téléchargeable à partir du 17 juin, l'oPhone dispose pour l'instant de 32 odeurs originales. Afin de créer sa propre odeur, l'utilisateur en combine entre une et huit, ce qui représente d'ores et déjà 300 000 combinaisons possibles.

Une fois le système opérationnel, un promeneur pourra prendre par exemple lors d'une balade en forêt une photo, à laquelle il ajoutera ensuite une ou plusieurs odeurs restituant l'ambiance olfactive l'entourant. Il enverra ensuite un "oNote", un fichier transmis par SMS, à un ami, qui en visualisera d'abord la composition sur le site dédié, puis, s'il dispose lui aussi d'un iPhone, le téléchargera vers l'oPhone pour le sentir. L'odeur en elle-même sera produite par des cartouches baptisées oChips.

"Depuis des mois on a des conversations avec des représentants du monde alimentaire, du cinéma, des parfums, des voyages et des voitures".

- Adidas officialise le lancement de son ballon connecté (300€)

“miCoach Smart Ball” ressemble à un ballon classique d’extérieur, mais à l’intérieur, il est en réalité équipé de nombreux capteurs capables d’enregistrer les données relatives à la puissance de frappe des joueurs, au point d’impact du pied sur la balle ainsi qu’à la trajectoire prise par le ballon.

Connecté en Bluetooth 4.0, le ballon transfert en temps réel toutes ces informations sur le smartphone (Android ou iOS) de l’utilisateur et lui présente ainsi un récapitulatif de ses performances.

- Une manette de jeu capable de détecter les émotions

Un prototype de joystick "intelligent" équipé de capteurs qui évaluent les paramètres physiologiques du joueur vient d’être mis au point.

Le principe repose sur l’utilisation non-invasive de capteurs biométriques disposés à la surface de la manette qui détectent des paramètres physiologiques tels que le rythme cardiaque, la respiration, la température ou encore la transpiration. Ainsi, la difficulté du jeu pourrait être ajustée en temps réel selon ces facteurs. Facilitée pour les joueurs nerveux, angoissés ou énervés, elle serait au contraire renforcée en cas d’ennui et de lassitude.

- Réalité virtuelle : une télécommande universelle open source

Cette télécommande ANTVR se connecte à tout type de hardware, y compris un aspirateur Roomba.

- Voler en réalité virtuelle

 
- 3 kinects pour voir son corps dans la réalité virtuelle

L’expert en vidéo 3D Oliver Kreylos est parvenu à implanter son corps entier dans un environnement en réalité virtuelle en utilisant 3 Kinects de Microsoft et un Oculus Rift. Le résultat n’est pas parfait, c’est un peu flou mais on voit bien où il veut en venir.

La vidéo capturée par les 3 Kinects de première génération crée un rendu 3D du corps de Kreylos. Ce flux vidéo est ensuite injecté dans un monde virtuel (ici un bureau) qu’il peut voir et appréhender grâce au casque Oculus Rift.

- Rendre toute surface sensitive avec une caméra thermique

Une caméra thermique couplée avec une caméra ordinaire et des Google glass par exemple rend toute surface tactile pour la réalité augmentée grâce à la rémanence de la chaleur du doigt.

- La réalité augmentée en 3D

Il serait moins gênant visuellement de projeter des informations ou images de réalité augmentée en 3D.

- MOT-t, une imprimante 3D de salon à 250$

Impressions d’une épaisseur minimum de 0.02mm, uniquement en PLA, légèrement plus lentes que la moyenne et moins précises du fait que ce soit le plateau qui bouge sous la tête et non l’inverse.

- Une imprimante 3D volante

Vidéo d'un drone quadricoptère muni de deux substances substances chimiques produisant une espèce de mousse. Il est ainsi capable de construire des structures. Dans la vidéo, il dépose la mousse sur une boite, et lorsque la mousse a séché, celle-ci est devenue collante et le robot peut alors se saisir de l’objet et l’emporter. Un tel système pourrait par exemple servir à évacuer des déchets nucléaires ou réparer des bâtiments.

- Des capteurs ultra-rapides pour robots autonomes

Pour avoir des robots et voiture autonomes rapides, il faut pouvoir réagir au quart de tour, ce à quoi servent ces capteurs événementiels neuromorphiques permettant de réagir au millième de seconde (au lieu des 50 millisecondes minimum requis pour les systèmes actuels). En effet, plutôt que de prendre des images à un rythme donné (33 millisecondes) comme dans une caméra ordinaire, chaque pixel réagit à un seuil de changement de luminosité pour signaler l'événement.

- Un bras robotisé capable d'attraper les objets au vol

- Des robots qui s'assemblent quand on les chauffe

Ces composants robotiques imprimables se replient automatiquement dans les configurations en trois dimensions prescrites lorsqu'ils sont chauffés.

Ces matériaux auto-pliables découpés au laser comportent des résistances, condensateurs, capteurs et actionneurs - les «muscles» électromécaniques qui permettent les mouvements du robot.

Chacun des plis en accordéon contient une résistance distincte, et lorsque les plis sont compressés, la résistance varie proportionnellement.

Ce qui permet au robot de se déplacer, c'est une bobine pliable, qui aurait cependant besoin d'être complétée par une paire de cylindres en fer pouvant être magnétisés par un courant électrique. L'aluminium n'est pas un assez bon conducteur pour obtenir un actionneur qui exerce assez de force, mais un polyester revêtu de cuivre devrait faire l'affaire.

- Intel présente un robot en kit à fabriquer soi-même

Intel Corp a dévoilé un robot capable de se mouvoir et de parler, issu de la technologie d'impression 3D et que chacun pourra en grande partie fabriquer.

Intel fournira les fichiers d'impression 3D d'un certain nombre de pièces à l'exclusion des moteurs et du processeur Intel Edison, qui devront être achetés par ailleurs.

Jimmy, petit robot blanc d'une soixantaine de centimètres, a été présenté par le directeur général d'Intel Brian Krzanich, à la Code Conference de Rancho Palos Verdes, en Californie.

Il devrait coûter quelque 1.600 dollars (1.180 euros) et devrait être disponible d'ici la fin de l'année.

Il pourra être programmé, chanter, faire office de traducteur, envoyer des tweets et même servir une bière.

- Un vélo pliable sans rayon

- La valise à roulettes qui se transforme en scooter électrique

Ce prototype qui pèse 7,5 kilos, contient une batterie rechargeable au lithium, et permet une autonomie de 55 kilomètres.

Le grand avantage de ce moyen de transport original est qu’il se transforme en valise à roulettes, permettant de monter dans un transport en communs.

- Voici la voiture sans volant de Google

"Nous explorons les possibilités des véhicules indépendants en construisant des prototypes. Ils sont conçus pour fonctionner en toute sécurité et de façon autonome, sans intervention humaine. Ils n’auront pas de volant, pédale d’accélérateur ou pédale de frein … parce qu’ils n’en ont pas besoin. Nos logiciels et capteurs font tout le travail. Les véhicules seront très basiques, nous voulons apprendre d’eux et de les adapter le plus rapidement possible, mais ils vont vous emmener où vous voulez aller à la simple pression d’un bouton. C’est une étape importante vers l’amélioration de la sécurité routière et la mobilité pour transformer la vie de millions de personnes".

L’extrémité avant est en mousse, elles contiennent un régulateur de vitesse, deux systèmes différents de contrôle directionnel et un freinage puissant et réactif.

En fait, Google a abandonné l'idée initiale d'un co-pilotage car les utilisateurs devenaient trop confiants à la longue, il valait mieux assumer une complète automatisation. Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences. C'est Google qui devrait payer les contraventions !

- Chine: un train à sustentation magnétique et sous vide roulant à 3000 km/h

- Les Chinois étudient un tunnel ferroviaire de 240km reliant la Russie à l’Alaska

Avec une vitesse moyenne de 220mph (350km/h) et quelques 8 000 miles (près de 13 000km) à parcourir, le voyage prendrait deux jours.

<- Revue des sciences précédente | Revue des sciences suivante ->