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Cassini, la descente finale

Une mission exceptionnelle

Cassini est un projet  d'exploration spatiale très ambitieux, avec une sonde qui aura passé près de 20 ans dans l'espace. La sonde Cassini elle-même est la première à être mise en orbite autour de Saturne, dont les missions Voyager ...

Alzheimer et l'immunité du cerveau

Qui est touché par la maladie d'Alzheimer ?

La maladie neurodégénérative d’Alzheimer est la cause la plus courante de démence, puisqu'elle serait à l’origine de près de 70% des cas. Ses premières ...

Vers un nouvel outil de génie génétique

Que sont les ARN circulaires ?

L'ARN, acide ribonucléique constitué principalement d'un seul brin de nucléotide, est une molécule non codante ou participant à l'expression du

Observation directe d'une exoplanète

L'instrument Sphère et ses techniques de détection

Comment détecter les exoplanètes ? L'entreprise est difficile puisque les planètes n'émettent pas de lumière par elles-mêmes, elles réfléchissent ...

La microfluidique pour réduire la pollution

La physique de la microfluidique

La microfluidique, science des fluides au niveau du micromètre, est apparue au début des années 2000. Les phénomènes mettant en jeu les fluides existent partout dans la nature, ...

L'accélération de l'expansion de l'Univers

Le modèle cosmologique à l'épreuve

Une des énigmes majeures de l'astrophysique est de comprendre l'accélération de l'expansion de l'Univers. Afin de caractériser la nature de l'énergie ...

Un tamis moléculaire plus performant et vert

La purification du gaz naturel

Le gaz naturel extrait du sol a besoin que l'on élimine l'eau et le dioxyde de carbone qu'il contient, afin que seul le

Dévier les astéroïdes géocroiseurs

Quels astéroïdes nous menacent ?

Les astéroïdes sont des corps rocheux errant dans l'espace, d'un diamètre compris entre dix mètres et mille kilomètres. Plusieurs millions d'entre eux gravitent dans le système solaire, notamment entre Mars et Jupiter dans la ceinture principale d'astéroïdes, ou encore, dans la ceinture de Kuiper au-delà de Neptune. Par le jeu des perturbations gravitationnelles, leur trajectoire les fait parfois croiser notre orbite, auquel cas on les appelle des géocroiseurs. Lorsqu'il pénètrent dans l'atmosphère et atteignent la surface, il s'agit de météorites.

Comme les comètes, les astéroïdes ont contribué à l'apparition de la vie sur Terre en y apportant de l'eau et des matériaux organiques, mais ils ont aussi provoqué des destructions, directement par leur impact ou indirectement par leurs effets sur le climat et les écosystèmes. Le risque d'être touché par un astéroïde est faible à l'échelle d'une vie humaine, mais certain sur la durée, avec des effets dévastateurs s'il tombe sur une zone densément peuplée.

La communauté scientifique parvient aujourd'hui à surveiller 90% des objets célestes de plus de 1 kilomètre, 30% des astéroïdes de 160 mètres et plus et 1% des corps de plus de 30 mètres, ces derniers pouvant détruire une ville. Les efforts s'accroissent pour mieux les recenser et développer des missions permettant de réagir à leur éventuelle venue. Leur potentiel de dangerosité est classé selon l'échelle de Turin, graduée de 0 à 10, 10 signifiant une collision frontale avec la planète.

Trois techniques pour dévier un astéroïde

Pour se protéger d'une collision dangereuse, il faut s'adapter aux risques possibles. Ainsi, pour les astéroïdes de taille inférieure à 50 mètres avec un temps d'impact très court, la seule possibilité est de prédire le point d'impact et d'évacuer la zone concernée. Si l'objet est plus gros ou le temps avant l'impact plus long, trois techniques sont à l'étude pour faire dévier l'astéroïde et éviter la collision.

Pour les astéroïdes de taille inférieure à cinquante mètres avec un temps d'impact suffisant, la méthode du tracteur gravitationnel consiste à envoyer un assemblage assez massif de satellites artificiels près de l'astéroïde. La force de gravitation va alors modifier la vitesse et la trajectoire de l'astéroïde, l'envoyant sur une orbite différente de celle de la planète. Cette solution, qui nécessite des modélisations et des calculs très poussés, n'existe pour l'instant qu'à l'état de théorie.

Pour les astéroïdes de taille comprise entre cinquante mètres et plusieurs centaines de mètres, la technique de l'impacteur cinétique consiste à envoyer une fusée heurter à très grande vitesse l'astéroïde, à un endroit et avec une vitesse précise. La mission américano-européenne AIDA mettra à l'épreuve cette solution, avec l'engin autoguidé baptisé DART. En 2022, il devra percuter la lune de l'astéroïde Didymos, afin d'observer la réaction de l'objet céleste.

Pour les astéroïdes de taille supérieure à un kilomètre, la solution envisagée est de lancer une ogive nucléaire dans l'espace pour la faire exploser à proximité de l'astéroïde. Le risque est de générer plusieurs morceaux au comportement imprévisible, qui pourraient donc être plusieurs à percuter la planète en suivant leur nouvelle trajectoire. Seuls des travaux de simulation étudient cette idée, car les objets de grande taille sont quasiment tous identifiés et ne posent aucun problème pour les siècles à venir.

En savoir plus

Une sonde à l'assaut d'un astéroïde, sur Sciences en ligne

La journée mondiale des astéroïdes, sur Explorathèque

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Avancées pour les maladies neurodégénératives
Encore mal comprises, les maladies neurodégénératives font l'objet de recherches actives.

image : neurones dans une chambre microfluidique émettant une luminescence grâce à une modification génétique (source : F. Saudou, Inserm)

Avec le vieillissement de la population, les maladies neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson touchent une part de plus en plus grande de la population. Malgré la complexité du cerveau, les recherches en neurosciences avancent dans la compréhension des mécanismes de déclenchement de ces maladies.

Des vésicules autonomes

Dans de nombreuses maladies neurodégénératives, on observe un dysfonctionnement de certains vésicules neuronaux dédiés au transport des molécules nécessaires au bon fonctionnement du système neurologique, notamment les neurotransmetteurs. Les chercheurs, sous la direction de Frédéric Saudou, du Grenoble Institut des neurosciences, se sont attelés à comprendre comment ces vésicules se déplacent pour mieux saisir pourquoi dans ces pathologies, ils ne le font pas. "Notre équipe vient de découvrir qu'elles s'auto-propulsent en transformant elles-mêmes du glucose en "ATP", cette source d'énergie majoritairement produite par les mitochondries lors de la respiration des cellules", explique Frédéric Saudou.

Les chercheurs ont commencé par récupérer, isoler et purifier les vésicules de souris génétiquement modifiées pour rendre ces vésicules fluorescentes. Ils ont ensuite identifié les protéines constitutives de ces vésicules, au total 1291, parmi lesquelles ils ont distingué dix enzymes dites « glycolytiques » qui ont la particularité de transformer du glucose en ATP, en se passant de mitochondries. Ils ont confirmé leur hypothèse en empêchant ces enzymes d’accéder au glucose, ce qui a réduit d’autant la vitesse de déplacement de ces vésicules. Les chercheurs ont alors reproduit in vitro le contexte de déplacement de ces vésicules avec des microtubules, faisant office de « rails ». Les enzymes glycolytiques se sont bien mises à produire de l’ATP et les vésicules ont réussi à se déplacer, consommant l’ATP présent. "C'est la première fois qu'une étude met en évidence un système locomoteur autonome pour ces vésicules neuronales, totalement indépendant des mitochondries !", s’enthousiasme Fédéric Saudou.

Certaines pathologies pourraient ainsi être dues à une altération des enzymes glycolytiques, indispensables au déplacement des vésicules, ce qui ouvre de nouvelles possibilités thérapeutiques consistant à stimuler ces enzymes pour permettre de rétablir toute la chaîne d’échange d’information. Des travaux été lancés dans ce sens pour la maladie de Huntington.

Des neurones paralysants

Le sommeil paradoxal est la phase du sommeil durant laquelle le cerveau rêve. Mais nous devrions vivre nos rêves si un certain groupe de neurones ne paralysaient pas tout le système moteur de sorte à rendre le dormeur complètement immobile. Dans certaines pathologies de parasomnie, appelées REM Sleep Behavior Disorder (RBD), cette paralysie corporelle est absente et le dormeur bouge dans son sommeil comme s’il vivait directement son rêve. L’origine de cette maladie est encore mal connue, mais des chercheurs du Centre de recherche en neurosciences de Lyon ont identifié une population de neurones, les neurones du noyau sub-latérodorsal, qui sont responsables de cette paralysie transitoire des muscles. Ils ont ciblé spécifiquement cette population de neurones chez le rat en introduisant des vecteurs viraux génétiquement modifiés pour bloquer la sécrétion de glutamate, laquelle permet à ces neurones de communiquer avec les autres régions du cerveau. Les rats ainsi inhibés sont bien passés en phase de sommeil paradoxal mais en effectuant des gestes similaires à ceux des patients atteints de RBD.

Cette expérience vient rejeter l’hypothèse qui avait cours depuis 50 ans, selon laquelle ces neurones étaient responsables du sommeil paradoxal dans son intégralité. Elle pourrait néanmoins permettre de mieux saisir l’origine de cette parasomnie et de la maladie de Parkinson dont une autre étude a montré qu’elle se déclenchait presque systématiquement chez les patients atteints de RBD, avec 10 ans d’intervalle.

Pour en savoir plus :

Sur les vésicules de transport

Sur les neurones paralysants

Sur l’ATP et son rôle

Pauline Armary
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