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Révolution hydrogène

L'hydrogène carburant :

L'hydrogène (ou dihydrogène - H2) est considéré comme étant un carburant propre puisque sa combustion n'émet ni CO2 ni particules fines, mais uniquement ...

Le verre se met au vert

Production du verre - Domaine public

Le verre, un matériau traditionnel innovant

La production du verre est une activité millénaire, d’abord artisanale, puis industrielle. S’il existe différents types de verres qui se distinguent par leurs compositions, leurs ...

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).

Les nano-objets comprennent entre autres les ...

Nouveau succès pour la mission New Horizons

Pluton et Charon
Credit: NASA/JHUAPL/SwRI

Une première historique

Lancée le 19 janvier 2006, New Horizons est une mission spatiale dédiée à l'observation de Pluton et de la ceinture de Kuiper, cette région du système solaire en forme d'anneau ...

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 ...

Génomique et médecine personnalisée

L'essor de la génomique

L'intégralité du génome humain a été séquencée, de manière globale, au début des années 2000, dans le cadre d'un projet scientifique d'ampleur inédite. 3 milliards de bases (nucléotides) ont ...

Mercure et environnement

Un comité international de scientifiques a produit une évaluation mondiale du mercure pour l'UNE (Nations Unies pour l'environnement). Le rapport de 2018 démontre une augmentation significative du mercure dans l'atmosphère avec une ...

La bouche artificielle

Comprendre le rôle de la bouche

Tous les jours, plusieurs fois par jour, la bouche effectue la manducation. La manducation est l'action qui regroupe les opérations antérieures à la digestion que sont la préhension, la mastication, l'insalivation, la ventilation et la déglutition.
Les mécanismes en jeu dans la bouche étant complexes, une équipe de chercheurs de l'INRA (Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation et Flaveur Food Oral Processing & Perception) collabore afin de les étudier en profondeur, et ce en particulier, grâce au développement d'une "bouche artificielle". Leurs travaux se focalisent sur les perceptions humaines des flaveurs (sensations olfactives, gustatives et tactiles ressenties lors de la consommation d'un produit alimentaire), notamment en étudiant la mastication et la salivation « c’est-à-dire à la manière dont un aliment est déstructuré en bouche et les stimuli sont libérés pour atteindre les récepteurs », explique Christian Salles, directeur de recherche à l'INRA.
Afin d'étudier les interactions entre la mastication et la libération des arômes en bouche, les chercheurs utilisent le plus souvent une procédure in vivo en recourant à un jury de dégustateurs. Cette procédure est cependant limitée, compte tenu de la dispersion des données collectées. Pour cette raison, les chercheurs se sont tournés vers des expérimentations in vitro en utilisant une bouche artificielle ou « machine à mâcher ».

La bouche artificielle

L'idée étant inédite, il a fallu créer l'instrument de toutes pièces. Cela a nécessité trois ans d'ébauches et de développement (en collaboration avec l'IUT du Creusot). La bouche artificielle voit le jour en 2006. Sans cesse améliorée depuis, elle consiste en des mâchoires supérieure et inférieure, des dents faites à partir de molaires scannées en 3D, et d’une langue alimentée en salive artificielle. De nombreuses études ont pu être réalisées en contrôlant les paramètres de la machine (chose impossible à effectuer sur les humains ! ). Il est par exemple possible de suivre en temps réel la libération des arômes, grâce à un spectromètre de masse. La bouche humaine continue toutefois à faire partie des expériences. Les données collectées servent par exemple à calibrer plus minutieusement le simulateur de mastication.
Les chercheurs travaillent à présent sur une bouche artificielle de seconde génération pour l'horizon 2020. L'instrument, ajusté, optimisé et plus facile à utiliser permettra aux chercheurs de comprendre en profondeur l'influence de certains paramètres physiologiques sur la libération de la flaveur.

Publié le 22/11/2018

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Des bactéries résistantes aux radiations
La découverte de l'existence d’une grande diversité de mécanismes permettant à des bactéries de résister à de très fortes doses de radiation ouvre la voie à une meilleure compréhension de la radioprotection bactérienne et de la réparation de l'ADN.

© DR / KAERI / A. De Groot

Des rayons nocifs

La radioactivité se caractérise par l'émission de rayonnements alpha, bêta et gamma. Les dommages induits par ces rayonnements ionisants sont très variables dans la matière vivante. Les particules ionisées qui parcourent les cellules peuvent altérer des molécules simples comme l'eau, mais aussi attaquer des structures aussi complexes que les molécules d'ADN. Ces molécules, présentes dans le noyau (chez les cellules eucaryotes), sont l'élément le plus sensible de la cellule. Les rayonnements ionisants sont capables de détériorer le code génétique en cassant la molécule d'ADN ou en altérant les bases qui la composent. 

D'ordinaire, si les dommages sont limités, la cellule est capable de réparer son ADN. Dans le cas contraire, la cellule meurt et les dommages restent contenus : c'est l'apoptose. Toutefois, il existe une faible probabilité que la réparation soit défectueuse. 
Les lésions de l'ADN (cassures simple brin, double brin, altération des bases, pontages, etc ) apparaissent spontanément et de manière quotidienne sur des milliers de cellules. Les rayonnements sont en partie responsables de ces dégradations qui restent négligeables lorsqu'il s'agit de radioactivité naturelle.

La cellule se charge de corriger ces modifications mais son champ d'action est limité. Lorsque des lésions sont mal réparées, la cellule peut mourir instantanément, se retrouver dans l'incapacité de se diviser ou encore muter. Si les cellules altérées prolifèrent, elles peuvent entraîner l'apparition de leucémies ou de cancers.

 

La radiorésistance mieux ciblée

Des chercheurs du CEA, du CNRS et de l’Université Aix-Marseille, en collaboration avec des chercheurs du KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) ont récemment découvert qu’une diversité insoupçonnée de mécanismes permettait à des organismes de tolérer de très fortes doses de radiation, il s'agit plus précisément de bactéries du genre Deinococcus (la forme la plus étudiée étant le Deinococcus radiodurans, découverte en 1956).

Présentant une radiorésistance extrême, ces bactéries sont à même de tolérer des doses de radiations ionisantes de l’ordre de 5000 Gy sans que leur survie ne soit impactée. La plupart des bactéries ne survivent pas au delà de 200 Gy et il ne suffit que de 5 à 10 Gy pour anéantir les cellules humaines.
Les chercheurs ont examiné, dans un ensemble de 11 gènomes de Déinocoques, tous les processus impliqués dans la réparation de l’ADN et la résistance au stress oxydatif qui sont utilisés lorsqu'un déséquilibre se produit entre les radicaux libres (molécules instables, très réactives et très toxiques) pro-oxydants et antioxydants.


En utilisant une revue bibliographique de 296 publications portant sur le Deinococcus radiodurans, les chercheurs ont extrait les 250 protéines les plus importantes et les ont comparés à d'autres espèces de Deinococcus.
Laurence Blanchard, chercheuse au CNRS et l'un des membres ayant participé ces travaux, explique que « l'on s'est rendu compte que même au sein d'un groupe de bactéries qui sont proches, il y avait de la diversité (des points communs mais aussi des mécanismes différents). On peut aboutir à la radiorésistance avec des mécanismes différents au sein d'une même espèce. »


Les résultats montrent qu’il existe, au sein d’organismes très proches, une multitude de mécanismes méconnus aboutissant à une radiorésistance efficace. « Il y a donc des adaptations dans ces espèces qui sont issues d'environnements différents », précise Laurence Blanchard. 
Cela ouvre des perspectives telles que la caractérisation de la régulation d’autres mécanismes de défense développés par les bactéries, le décryptage de nouveaux mécanismes de réparation de l’ADN ou encore une meilleure appréhension de la radiorésistance développée par certaines cellules tumorales.

Publié le 07/11/2018

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Yassa HARBANE
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