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Atmosphère de la Terre primitive

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Des nano-balances pour peser des virus

Mesurer le nano monde

Un nano-objet a par définition des dimensions de l'ordre du nanomètre soit (10-9 m). À titre de comparaison, le diamètre d'un cheveu mesure entre 50 et 100 micromètres (10-6 m).

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Nouveau succès pour la mission New Horizons

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Des crustacés pour produire du biocarburant?

Crustacés xylophages

Les Limnories lignorum ou Limnories du bois sont de petits invertébrés xylophages capables d'ingérer le bois immergé dans l'eau de mer. Ils jouent ainsi un rôle important dans l'écosystème littoral en participant au recyclage de la cellulose et de la lignine, le composant du bois qui lui donne sa rigidité. Ils causent également des dégâts en s'attaquant aux coques des bateaux, aux pontons et autres constructions en bois.

Jusqu'à présent, la faculté des limnories à décomposer la lignine restait un mystère.
En étudiant l'intestin des limnories, une équipe de scientifiques a découvert que l'hémocyanine, protéine responsable de la couleur bleue du sang de ces invertébrés, joue un rôle primordial dans leur capacité à digérer les sucres du bois.

L'hémocyanine est une protéine connue pour son rôle de transporteur de l'oxygène chez certains invertébrés, de la même manière que l'hémoglobine chez les vertébrés.
Alors que l'hémoglobine lie l'oxygène grâce aux atomes de fer de sa structure, qui donnent au sang sa couleur rouge, l'hémocyanine fait de même avec des atomes de cuivre, à l'origine d'une couleur bleue. Les limnories exploitent les propriétés oxydantes de l'hémocyanine pour attaquer les liaisons au sein de la lignine.
 

Une nouvelle piste pour les énergies renouvelables ?

Le Professeur Simon McQueen-Mason, du département de biologie de l'université de York, qui conduit ces recherches, explique que : « Les limnories sont les seuls animaux pourvus d'un système digestif stérile connus à ce jour. Cela rend leur méthode de digestion du bois plus facile à étudier que celle d'autres créatures xylophages comme les termites, chez lesquelles la digestion est assurée par des milliers de microorganismes intestinaux ». 
Il ajoute : « Nous avons découvert que les limnories déchiquètent le bois en le mâchant en de minuscules morceaux avant de se servir de l'hémocyanine pour s'attaquer à la structure de la lignine. »

Les recherches menées par des équipes des universités de York, Portsmouth, Cambridge et Sao Paulo ont révélé que traiter le bois avec l'hémocyanine permet de doubler la quantité de sucre libérée, sans avoir recours à des traitements thermochimiques coûteux et énergivores.

La troisième génération de biocarburants, dont la recherche se focalise pour l'instant sur les microalgues, pourrait bien accueillir ce candidat innatendu. Cette découverte pourrait permettre, à terme, de réduire l'énergie nécessaire pour transformer le bois en biocarburant.

Publié le 14/12/2018

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Les nanoparticules d'or
Sous forme de nanoparticules, l'or possède des propriétés particulières propices à des applications dans différents domaines.

Une couleur inimitable

Bien que tout le monde connaisse l'or pour sa valeur et parce qu'il permet de confectionner des bijoux précieux, il est rarement question des propriétés chimiques de l'or à l'échelle du nanomètre. Par exemple, l'or absorbe les rayons de couleur bleue, ce qui lui confère sa couleur dorée, bien particulière pour les métaux. Mais, pour des particules de quelques dizaines de nanomètres, l'or n'apparaît pas jaune... mais rouge ! Ceci est dû à des oscillations collectives des électrons des couches externes de l'atome d'or, qu'on appelle effet plasmonique. Ces atomes sont capables de transformer les rayonnements lumineux en chaleur, ils se comportent comme des nanosources de chaleur.

 

Des applications dans la lutte contre le cancer

 Aujourd'hui, les nanoparticules d'or font l'objet de plus en plus de recherches pour les thérapies contre le cancer.  En effet, les particules d'or peuvent agir comme nanodétecteurs de protéines telles la TNF-alpha, utilisée pour combattre le cancer, et aller se fixer sur elles. De plus, comme elles se comportent comme des nanosources de chaleur, elles permettent de tuer les cellules cancéreuses par hyperthermie : c'est ce qu'on appelle la thérapie photothermique. Testée sur des souris, cette thérapie a permis l'ablation totale de régions tumorales sur 93% des individus. Ces résultats prometteurs doivent être confirmés chez l'Homme par des essais cliniques visant des ablations de tumeurs, dans la prostate ou des poumons.

La photothermie

Les nanoparticules d'or pourraient aussi améliorer les techniques de radiothérapie. Actuellement, ce type de traitement utilise des rayons X et gamma, ou des faisceaux d 'électrons par exemple, pour irradier les cellules cancéreuses. Cependant, la difficulté de focaliser ces rayons exclusivement sur ces cellules oblige à limiter les doses et à les espacer dans le temps, pour ne pas endommager les cellules saines dans le voisinage de la tumeur. Les nanoparticules d'or pourraient permettre de guider les rayons dans ces cellules pathologiques. Même si les études actuelles en sont au stade préclinique, les possibilités offertes par les nanoparticules font l'objet de recherches actives, en particulier pour s'assurer que les particules s'accumulent bien sur les cellules cancéreuses, et qu'elles s'y fixent suffisamment longtemps pour agir efficacement.

 

 

Jérôme Robert
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