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lu pour vous numéro 136

Détails

" Lu pour vous " n° 136*

Sommaire

  • Actus labos : la lumière pénètre bien jusqu'aux racines des plantes
  • Actus médecine - neurologie : un implant cérébral refait marcher un singe
  • Actus technos- énergie : un drone alimenté par induction magnétique est parvenu à voler
  • Actualités nature : les chiens ont une mémoire immédiate
  • Actualité santé : le premier intestin artificiel - le principe de la vaccination
  • Santé - ophtalmologie : un simple geste chirurgical pour soigner le glaucome
  • Nature agronomie : de pommes de terre super-résistantes, nées au labo
  • Nature : le vin révèle le secret de ses arômes. Les chimistes sont parvenus à tracer, du raisin à la bouteille, les molécules responsables des arômes ainsi que du vieillissement des crus

Actus labos : la lumière pénètre bien jusqu'aux racines des plantes.

lpv1361Alors qu'elles ne voient jamais le jour, les racines des plantes possèdent des photorécepteurs dont on vient de découvrir qu'ils sont activés par la lumière captée par les feuilles !
Une équipe internationale vient de découvrir que la migration et la concentration de ces capteurs à l’intérieur des cellules de la racine se produisent quand les feuilles, exposées à la lumière transmettent cette dernière par la tige, les faisceaux vasculaires par lesquels circule la sève se comportant comme des fibres optiques .C'est cette actuation qui stimule in fine la croissance de la racine.

Source : Science et vie, n° 1192, janvier 2017, signé E.H.

Actus médecine - neurologie : un implant cérébral refait marcher un singe.

lpv1362C'est une première mondiale : un implant cérébral a rendu la marche à un macaque paralysé d'une patte. L'expérience avait déjà réussi sur des rongeurs mais jamais sur des primates, le sujet le plus proche de l'homme, D'où le lancement d'un essai clinique chez des patients souffrant de lésions de la moelle épinière. La neuroprothèse (une broche de 96 électrodes), mise au point par un consortium international piloté par l'Ecole polytechnique de Lausanne, a été implanté dans le cortex moteur gauche des singes. Elle mesure l'activité d'une centaine de neurones impliqués dans la motricité de la patte droite Après analyse le message est transmis (sans fil) à un générateur d'impulsions électriques relié à l'implant dans la moelle épinière qui va activer les muscles souhaités. Les deux macaques ont pu remarcher sur un tapis roulant instantanément. « Le tour de force réside dans la capacité de l'algorithme de décoder l'activité corticale en temps réel », détaille Erwan Bezard, coauteur de l'étude (Inserm).

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017 ; signé P.Y.B.

Actus technos-énergie : un drone alimenté par induction magnétique est parvenu à voler.

lpv1363Imaginez un drone capable de se s'élever dans les airs, simplement alimenté à distance grâce à un émetteur sans fil à induction magnétique.... Voici ce qu'a mis au point une équipe de l'lmperial College de Londres. Une première ! Pour ce faire, les chercheurs ont modifié un quadricoptère du commerce lui adjoignant un circuit imprimé et une antenne de réception en fil de cuivre. Ils lui ont ensuite retiré sa pile pour montrer « que nous ne trichons pas explique Samer Aldhaher, qui a mené l'étude. Au sol, un transmetteur était chargé de créer un champ magnétique à haute fréquence (13,56MHz), l'électronique du drone étant accordée à cette même fréquence. Résultat : dès que le drone est entré dans le champ magnétique, un courant alternatif a été induit dans son antenne de réception puis converti en courant continu afin de l'alimenter. »Pour le moment, nous pouvons fournir de l'énergie sur une distance de d'une dizaine de centimètres seulement », précise le chercheur .Pour voir plus loin, il faudra augmenter la taille du transmetteur de manière à générer un champ magnétique nettement plus puissant. A la clé, de nombreux débouchés comme la création de stations mobiles de recharge que les drones n'auraient qu'à survoler pour se ravitailler.

Source : Science et Vie, n° 1192, janvier 2017, signé E.T.-A.

Actualités nature : les chiens ont une mémoire immédiate.

lpv1364Ils se souviennent des gestes de leur maître après plusieurs heures.

Les chiens disposent d'une mémoire immédiate, c’est-à-dire qu'ils sont, comme les humains, et plus largement les primates, capables de se remémorer des évènements très récents en les remplaçant dans leur contexte. C'est ce que viennent de montrer les chercheurs de l'université Lorànd Eötvös de Budapest (Hongrie) après avoir entraîné 17 chiens de races diverses selon la méthode dite du « Fais comme moi ».

Dans un premier temps, les chiens ont appris à reproduire le comportement de leur maître lorsque celui-ci leur ordonnait « Fais-le », en échange d'une récompense. Puis après quelques minutes à quelques heures, l'ordre devait être reproduit, sans récompense. Une façon de vérifier ce qui semble prouver leur capacité à se souvenir des détails. Les animaux se souvenaient toujours de ce qu’avaient fait les humains. Surprise ! Les 17 chiens entraînés ont été capables d’imiter les actions de leur maître, même vingt-quatre heures plus tard. Ce qui semble prouver leur capacité à se souvenir des détails d’un évènement. Mais au-delà de vingt-quatre heures, leur mémoire s’étiole.

Source : Science et Avenir, n° 839, janvier 2017 ; signé S/R

Actualité santé : le premier intestin artificiel - le principe de la vaccination.

lpv1365Un tissu intestinal a été créé à partir de cellules humaines et greffés chez la souris.

Biotechnologies

Dans le futur des portions d'intestin lésées pourraient être remplacés par de l'intestin conçu en laboratoire. C'est en tout cas l'espoir qu'apporte le mini-intestin humain fonctionnel fabriqué in vitro par le Children Hospital Medical Center à Cincinnati (Etats-Unis). Pour l'heure, il ne mesure que trois centimètres (contre six mètres en moyenne pour l'intestin grêle). Mais il est composé d'une paroi de cellules intestinale associée à un système nerveux contrôlant les contractions musculaires de la digestion. » Nous avons créé un tissu intestinal à partir de cellules souches pluripotentes humaines (capables de se multiplier et de différencier en tout types cellulaires) dite IPS », explique Maxime Mahé, coauteur de l'étude publiée dans Nature Medecine. En parallèle, un système nerveux intestinal a été produit à partir d'IPS. Puis les deux préparations ont été assemblées dans un gel ou un « organoïde intestinal » s'est formé. Greffé par la suite chez la souris, « l'intestin est devenu mature et a commencé à se contracter ». Une première !

 

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Source : Science et Avenir, n° 839 ; Janvier 2017, signé E.S.

Santé- ophtalmologie : un simple geste chirurgical pour soigner le glaucome.

lpv1368Dans une forme de la maladie, il est possible de remplacer le cristallin avec une lentille synthétique. Une opération pratiquée en routine pour la cataracte, plus efficace que le traitement classique.

Opérer la cataracte pour soigner le glaucome. C'est l'étonnante piste explorée par Augusto Azurara­ Blanco de la Queen's University de Belfast (Irlande du Nord), et ses collègues pour traiter l'une des formes de cette maladie, qui reste aujourd'hui la première cause de cécité irréversible dans le monde. « C'est une avance importante car la chirurgie de la cataracte est assez facilement réalisable dans beaucoup pays émergents, alors que les traitements du glaucome sont plus coûteux et moins accessibles », confirme Florent Aptel, président de l'association France Glaucome et ophtalmologue au CHU de Grenoble.

Le glaucome survient en général après 50 ans, quand le liquide baignant l'intérieur de l'œil n'est plus drainé correctement. La compression de la rétine qui en résulte entraîne sa lente destruction. Les médecins se sont intéressés au glaucome par « fermeture d'angle » (10% des cas de glaucome en Europe, mais beaucoup plus en Asie de l'Est, notamment en Chine et au Japon). Ici, le grossissement du cristallin dû à l'âge plaque l'iris contre la cornée, et le trabeculum, structure située à leur jonction, ne peut plus résorber le trop-plein de liquide. Le traitement classique repose sur le percement de de l'iris par laser et l'administration quotidienne d'un produit réduisant la pression intraoculaire. Quand ces mesurent ne suffisent plus, il faut pratiquer une délicate chirurgie du trabeculum. D'où l'intérêt d'une alternative plus facile à mettre en œuvre. Or le traitement de la cataracte est l'opération oculaire la plus fréquemment pratiquée dans le monde.

Vue et qualité de vie améliorées.

Ce nouveau essai clinique a porté sur plus de 400 patients à un stade modéré de la maladie et avec une pression oculaire élevée. Comme pour la cataracte, l'opération a consisté à remplacer le cristallin par une lentille synthétique. Trois ans après, les patients ont une qualité de vie et une vue améliorées tout en étant trois fois moins nombreux à poursuivre un traitement par collyre. Mieux : les ophtalmologues ont enregistré moins d'évolution négatives ou effets indésirables chez que chez ceux ayant reçu le traitement classique.

Ce résultat offre des perspectives inédites de soins dans de bonnes conditions, voire d'amélioration de la vue, pour un nombre de personnes croissant du fait de vieillissement de la population mondiale.

Mais le principal défi reste celui du dépistage à partir de 50 ans, car la moitié des patients ignorent leur état, le glaucome évoluant de manière indolore sur plusieurs années avant d'altérer irréversiblement la vue.

Source : Science et avenir, n° 839 ; janvier 2017, signé Pierre Kaldy.

Nature - agronomie : des pommes de terre super-résistantes, nées au labo.

lpv1369Par simple hybridation, des chercheurs sont parvenus à leur transférer les gènes de résistance au mildiou. Ces nouvelles variétés tout-terrain, garanties sans pesticides, entament leur conquête du marché.

Elles arrivent dans les jardins et les champs, bientôt dans nos assiettes.

Pasion a été la première il y a moins de trois ans. Tentation, Cephora, Maïwen, Kelly, Rackam, Zen et Stronga sont désormais disponibles. Autant de variétés qui, en annihilant les attaques du ravageur, pourraient bien permettre aux agriculteurs et jardiniers de se passer totalement de pesticides. Une révolution, quand on sait que la pomme de terre est actuellement la troisième plus grosse consommatrice de ces produits derrière la pomme et la vigne !

« Il faut en effet traiter préventivement les champs car une fois le champignon installé, il se diffuse très vite grâce à la dispersion de ses spores, ce qui implique jusqu'à 16 traitements hors herbicide pour une culture plantée en avril avec une récolte en septembre », détaille Jean-Paul Bordes, de l'institut technique Avalis.

C'est en remontant l'histoire de la domestication de la plante que les scientifiques ont trouvé la parade. C'est en effet dans les régions andines d'Amérique du Sud que l'on trouve les 200 espèces sauvages dont l'homme s'est déjà largement emparé pour améliorer la grosseur et la qualité gustative des tubercules. De multiples sélections ont été opérées depuis des décennies qui, si elles se sont avérées très efficaces, ont eu cependant un effet redoutable. « Nous avons, certes, amélioré des espèces sauvages produisant des tubercules de taille généralement réduites, mais cela, comme les glyco-alcaloïdes... La pomme de terre est devenue bonne à manger pour l'homme, mais aussi pour toute une kyrielle d'organismes ! « Bactéries, champignons, virus, nématoïdes, insectes, etc. Plus d'une quarantaine de « bio agresseurs » a été répertoriée. Si bien que mes pesticides ont longtemps été considérés comme le seul moyen de garantir une avec les principaux parasites que l'on connaît et ont donc développé des mécanismes de résistance qui leur ont permis de survivre dans la nature », assure Jean-Eric Chauvin de l'lgepp au Centre lnra de Ploudanier (Finistère) de terre utilisable par l'industrie de la frite et de la purée.

lpv13691L'idée des chercheurs a donc été d'identifier les gènes de résistance des variétés rustiques, insensibles aux maladies, et de les transférer par un croisement ou hybridation aux plantes cultivées.

« Ces plantes ont pour intérêt d'avoir évolué pendant des millions d'années avec les principaux parasites que l'on connaît et ont donc développé des mécanismes de résistance qui leur ont permis de survivre dans la nature », assure Jean-Eric Chauvin de l'lgepp, au centre lnra de Ploudanier (Finistère). Une quête qui a commencé voilà plus de trente ans dans le centre de ressources biologiques bretons grâce à des plants importés d'Amérique Latine, soumis tour à tour à des attaques de mildiou. Puis les individus les plus résistants ont été sélectionnés et croisés par voie sexuée avec des espèces cultivées. Il ne s'agit donc pas d'OGM, technique qui implique l'insertion d'un gène étranger dans la plante ? La procédure est cependant presque aussi complexe !

« Le génome de la pomme de terre est tétraploïde, c'est -à-dire que ses 39 000 gènes sont répliqués quatre fois, alors que les espèces sauvages sont majoritairement diploïdes, autrement dit leurs gènes sont répliqués deux fois », explique Jean-Éric Chauvin. Il a donc fallu vaincre ces barrières pour éviter que les croisements ne soient stériles, puis éliminés progressivement les caractères indésirables de l'espèce sauvage. « Au bout de dix à vingt ans, nous avons réussi à mettre au point des génotypes dont les caractéristiques majeures sont celles de la pomme de terre cultivée, avec les gènes de la résistance recherchés », poursuit le chercheur. Car il n'était pas question de se contenter d'un seul gène de résistance ! Le mildiou est en effet doté d'une très grande capacité d'adaptation et peut contourner facilement les obstacles génétiques qu'on lui oppose.

Les progrès spectaculaires de la génétique, en particulier le décryptage du génome complet de la pomme de terre en 2011, ont ensuite permis d'accélérer de façon spectaculaire ce travail de croisement pour obtenir de nouvelles variétés.

L'lnra a ainsi pu transmettre des « géniteurs améliorés » aux professionnels de l'Association des créateurs de variétés nouvelles de pommes de terre (ACVNPT). « Nous croisons ces géniteurs avec des variétés utilisées pour des qualités recherchées comme le rendement, mais aussi la capacité à produire de l'amidon pour l'industrie biochimique, ou à être transformé en chips ou en frites, expose Jean-Marc Abiven, à ACVNP. Travail qui a demandé encore une dizaine d’années supplémentaires avant d'aboutir aux variétés aujourd'hui disponibles. Le catalogue national des variétés est riche de 300 références dont 44 inscrites depuis 2012. Une accélération attribuée principalement à la recherche de résistance.

Les premières plantations en plein champ ont en effet favorisé les attaques virulentes de mildiou qui a besoin d'humidité pour se développer. « Les agriculteurs qui ont essayé ce printemps les variétés résistantes ont constaté qu'elles étaient peu affectées par le mildiou », note Jean-Paul Bordes. Selon les régions, les agriculteurs ont pu baisser les épandages de pesticides de 330% à 50% en dépit de la météo défavorable », confirme Jean-Marc Abiven. L'intérêt est d'autant plus fort que le secteur est conscient que les produits chimiques les plus toxiques vont être peu à peu interdits tandis que les doses épandues de ceux toujours autorisés devront diminuer d'au moins 25% en 2020 et de 50% en 2025 selon le plan national Ecophyto. La génétique constitue donc une piste
de la météo défavorable », confirme Jean-Marc Abiven. L'intérêt est d'autant plus fort que le secteurs est conscient que les produits chimiques les plus toxiques vont être peu à peu interdits tandis que les doses épandues de ceux toujours autorisés devront diminuer d'au moins 25% en 2020 et de 50% en 2025 selon le plan national Ecophyto. La génétique constitue donc une piste

Nature : le vin révèle le secret de ses arômes.

lpv13692Les chimistes sont parvenus à tracer, du raisin à la bouteille, les molécules responsables des arômes ainsi que du vieillissement des crus. Une avancée pour améliorer les cuvées.
C'est un incroyable voyage au long cours que viennent de décrire des chercheurs de l'institut de biologie moléculaire des plantes de l'université de Strasbourg, associé à l'lnra de Colmar.

Certaines molécules odorantes présentes dans le vin traversent toutes les étapes de transformation qui mènent au vin...pour devenir le responsable majeur de son vieillissement !

Cette substance, c'est le carboxylinanol, un terpène détecté dans les fleurs et les fruits d'un grand nombre de plantes. Et dont les chercheurs de l'université strasbourgeois viennent de retrouver la trace infimes dans des millésimes de gewurztraminer, le très réputé cépage alsacien. Alors de la maturation des baies, ce précurseur est accumulé en grade quantité sous une forme soluble, conjuguée au glucose, écrivent les chercheurs dans l'étude publiée en août 2016 dans la revue New Phytologist. La carboxylinalon seul est progressivement libéré pendant la fermentation alcoolique, puis au cours du vieillissement. Il se transforme alors lentement en lactone qui contribue au bouquet si particulier du vin blanc.»

Ces analyses génétiques et biochimiques lèvent un coin du voile sur la complexité de l'arôme du vin. « Depuis une quarantaine d'années, plus de 800 composés volatils ont été identifiés dans le vin, et les travaux continuent car des centaines d'autres molécules nous sont encore inconnues, s'enthousiasme Philippe Darrier, chercheur à l'Institut des sciences de la vigne et du vin de l'université de Bordeaux. Le double enjeu c'est d'améliorer les qualités gustatives du vin et d'éviter l'irruption d'odeurs désagréables en recherchant les mécanismes chimiques qui les font naître. » Dans son laboratoire, une dizaine de personnes mettent ainsi le nez dans les verres à dégustation puis soumettent ensuite les arômes aux chromatographes en phase gazeuse pour donner à leurs sensations une traduction moléculaire précise.

Certes, le vin, c'est principalement de l'eau, du sucre, de l'éthanol, du glycérol, des minéraux et de polysaccharides. S'y ajoutent les polyphénols, responsables de la couleur du vin par l'intermédiaire des anthocyanes et de la perception de l'astringence sur le palais grâce aux tannins. Mais le vin, ce sont aussi ces milliers d'autres substances évanescentes.

lpv13693Leurs teneurs varient de plusieurs centaines de milligrammes par litre à des niveaux inférieurs à la dizaine de picogrammes (1012g/l). La quantité ne faisant pas « l'efficacité ». Une molécule très présente peut très bien n'être pas odorante quand un composé à l'état de trace joue un rôle essentiel dans l'arôme. « C'est notre seuil de perception qui décide, poursuit Philippe Darrier. Certains composés ont la capacité à très faible dose d'exciter notre muqueuse nasale qui transforme ces sensations en influx nerveux entrant dans le champ de notre conscience. « Cette capacité, variant d'un individu à l’autre, les dégustateurs professionnels développent, en théorie, des capacités sensorielles supérieures dans ce domaine. Même si il y a une très grande disparité dans la capacité d'appréciation des arômes au sein de ce milieu professionnel. De quoi débarrasser l'amateur de ses complexes.

Les chercheurs ont débusqué une partie des molécules à rechercher pour obtenir les arômes les plus intéressants.

Pister les molécules depuis la vigne jusqu'à la bouteille.

Ces parfums enivrants sont créés par le cépage (variété de vigne), son terroir 'la parcelle sur laquelle elle est cultivée), le millésime (conditions météorologiques annuelles), les réactions physiologiques de la plante, les conduites en viticulture et en vinification.

Une infinité de paramètres ! Au domaine de Pech Rouge (Aide), l'lnra explore ainsi l'itinéraire des molécules de la vigne à la bouteille. »Nous cherchons à recréer les transformations des arômes du grain de raisin au produit final en passant par l'étape cruciale de la vinification », précise Alain Samson, chercheur dans cette unité expérimentale.

lpv13694Dès le mûrissement dans la vigne, les transformations chimiques s'opèrent. « Avec la maturité le taux de sucre augmente et l'acidité diminue, détaille Alain Samson. Les précurseurs d'arômes se développent et ces molécules vont perdurés tout au long de la chaîne de fermentation, poursuivre leur vie au sein de la bouteille et influer sur la conservation du vin ».

L'étape de fermentation alcoolique est cruciale. C'est là que les levures, des champignons microscopiques présents naturellement sur la peau du raisin mais qui sont aujourd'hui produits industriellement, transforment le sucre en alcool. « Au cours de cette étape, de nombreux précurseurs d'arômes deviennent volatils », précise Alain Samson. Et le but de la recherche, c'est que les bonnes molécules s'expriment mieux.

Cette plongée dans la vie intime du raisin et du vin autorise aussi l'espoir d'éliminer les défauts qui apparaissent dans le breuvage. Ainsi, les odeurs de bouchons de liège moisi proviennent principalement de deux molécules (2, 4, 6-trichloranisol et 2, 3, 4, 6-tetrachloroanisole) formées par des gendres de champignons (Penicillium et Trichoderma). Quant aux relents d'écurie et du phénol qui affectent certains vins rouges, ils sont dus à l'action d'une levure de contamination (Bretta­ nomyces bruxellensis).» Nous avons aussi déterminé que les goûts terreux provenaient de la vigne elle-même dans laquelle moins de 1% de raisin contaminé par un champignon Penicillium suffit à gâcher la vendange, explique Philippe Darrier.

De même la note iodée désagréable développée par des vins liquoreux provient d'un raisin resté trop longtemps sous la pluie. ». Autant d'avancées scientifiques qui débouchent sur des changements de méthodes de chez les viticulteurs.

Source : Sciences et Avenir, n° 869, janvier 2017, par Loïc Chauveau.

*Les articles qui figurent dans cette rubrique sont transmis à titre d'information scientifique et / ou Technique. Ils ne sont en aucun cas l'expression d'une prise de position de l'UDISS ou d'un jugement de valeur

   
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