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CONNEXIONS BIOLOGIQUES

 

 

 

 

Paris, 11 février 2013

Des connexions biologiques pour la micro-électronique
La miniaturisation des composants électroniques est en train d'atteindre une limite physique. Si la solution de l'assemblage en trois dimensions permettrait de gagner sur l'encombrement spatial, la fabrication des connections électriques dans ces nouveaux dispositifs reste un défi technologique. Des biologistes et physiciens du CEA, du CNRS, de l'Université Joseph Fourier et de l'Inra à Grenoble ont mis au point un système de connexions auto-assemblées, grâce à des filaments d'actine , pour ces structures microélectroniques en 3D. Une fois rendus conducteurs, ces filaments d'actine permettent de connecter entre eux les différents composants d'un système. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature Materials du 10 février 2013.

DOCUMENT             CNRS           LIEN

 
 
 
 

MICROBIOLOGIE

 

Paris, 9 février 2012

Une nouvelle méthode fiable et rapide pour détecter les bactéries vivantes


L'un des enjeux majeurs en matière de contrôle qualité microbiologique et de santé publique est de dénombrer et d'identifier rapidement et simultanément les bactéries vivantes présentes dans un milieu. Une méthode innovante et fiable vient d'être mise au point par une équipe du Laboratoire de chimie bactérienne de l'Institut de microbiologie de la Méditerranée (CNRS/Aix-Marseille Université) et du Laboratoire de glycochimie moléculaire et macromoléculaire de l'Institut de chimie moléculaire et des matériaux d'Orsay (CNRS/Université Paris-Sud). Ces travaux sont publiés dans Angewandte Chemie le 9 février 2012. La méthode a par ailleurs fait l'objet d'un dépôt de brevet.
La méthode mise au point permet de détecter les bactéries vivantes de type Gram négatif, auquel appartiennent des pathogènes tels que Escherichia coli, Salmonella typhimurium et Legionella pneumophila. Pour ce faire, les bactéries sont mises en contact avec du KDO, un sucre dont les bactéries se servent pour synthétiser un polysaccharide spécifique de leur membrane cellulaire. Mais ce sucre a été au préalable modifié par l'introduction d'une fonction azoture (constituée de trois atomes d'azote). Leurrées, les bactéries intègrent le sucre artificiel à leur membrane. Ensuite, grâce à une molécule fluorescente s'attachant exclusivement au groupe azoture, il devient alors possible de reconnaître et compter les bactéries Gram négatif vivantes, les seules à avoir assimilé le KDO modifié.


L'importance de ces résultats vient du fait qu'il n'existe pas de méthode rapide permettant simultanément de détecter et dénombrer des bactéries vivantes d'intérêt. D'autre part, les méthodes actuelles de dénombrement des bactéries vivantes ne donnent pas entière satisfaction : celles qui nécessitent une mise en culture des bactéries sont lentes (jusqu'à plusieurs semaines pour établir un dénombrement), tandis que les méthodes rapides peuvent donner de faux négatifs ou positifs. Cette nouvelle technique allie justement fiabilité et rapidité dans la détection des bactéries vivantes. Elle pourrait de ce fait rapidement devenir un outil indispensable en matière de contrôle qualité microbiologique et de santé publique.

DOCUMENT        CNRS             LIEN

 
 
 
 

MALADIES MODELISEES

 

Maladies modélisées
Plusieurs outils informatiques et programmes de recherche ont été développés afin de mieux prévenir, détecter et contrôler les maladies émergentes chez les plantes et les animaux. Le premier système opérationnel de détection chez l'animal, « Emergences », a été créé il y a 10 ans. Le portail Web e-phytia, permet quant à lui d’accéder à des outils et des connaissances portant sur les maladies des plantes.
 
Par Maya press pour Inra Mis à jour le 22/02/2013Publié le 25/01/2013Mots-clés : DIAGNOSTIC PHYTOSANITAIRE - INFORMATIQUE - MALADIE - MATHEMATIQUE - MODELISATION Le nombre de maladies et d’insectes qui affectent les plantes et les animaux s’accroît sous l’effet du réchauffement climatique et de la globalisation des échanges. Mais, les chercheurs ont besoin de savoir précisément où et quand ces maladies se développent pour prévoir leur diffusion, et mieux combattre les bioagresseurs (champignons, bactéries, virus, insectes…) responsables des épidémies et des épizooties. Parmi eux, certains sont  émergents. Les détecter au plus vite est essentiel en termes de santé animale et végétale. C'est également un enjeu clé sur le plan économique.

Tests et détection
C’est dans ce but qu’a été créé, à partir de 2003, le premier système opérationnel, nommé « émergences », de détection des maladies potentiellement émergentes. Le projet informatique, qui existe aussi sous forme d’applications en téléphonie mobile, a d’abord été testé chez les bovins via un réseau de 30 vétérinaires. Aujourd’hui, l’application d’émergences à une échelle nationale existe en Belgique sous le nom de Emergences2. Cette version permet aux vétérinaires du pays de catégoriser en temps réel les maladies atypiques, considérées comme correspondant à une « même maladie potentiellement émergente ». Cette évolution technologique ouvre la porte à des systèmes aptes à détecter pratiquement sans délai, toute nouvelle maladie sévissant chez les animaux de rente, les animaux de compagnie et les animaux sauvages.
Pour les organismes, les chercheurs du réseau de systématique R-Syst, ont mis au point une base de données alimentée par un réseau de partage d’expériences de scientifiques aux spécialités variées (taxonomie, génétique des populations…).« Cela nous permet de stocker et d’agréger des connaissances. C’est donc un moyen de mieux connaître le vivant, de l’identifier, et avec cette connaissance de mettre au point des outils de diagnostic, commente Valérie Laval, chercheure à l’Inra de Versailles. Et ces données permettent aussi d’étudier la diversité, de voir par exemple si elle évolue ou non dans le temps ».

Identification et suivi
Le portail Web e-phytia, disponible depuis 2011, permet quant à lui d’accéder à des outils et des connaissances portant sur les maladies des plantes. Des applications pour Smartphones et tablettes ont également été développées sous le nom de
Di@gnoplant. Ces outils d’aide à l’identification des maladies par l’image facilitent le diagnostic, et fournissent des conseils sur les moyens de protection. Dès la fin de l’année, une application complémentaire sera disponible sous le nom de Vigipl@nt. « Elle permettra, grâce à un réseau d’observateurs de pouvoir déclarer - par un questionnaire et des photos - des maladies détectées dans une ou plusieurs cultures, raconte Dominique Blancard, ingénieur de recherche à l’Inra de Bordeaux. Les données collectées par Vigipl@nt, outil adapté à la science participative nous permettra, par exemple, d’éditer des cartes de la distribution spatiale et temporelle d’une maladie donnée ou d’un groupe de maladies, et en retour d’informer un utilisateur lambda qui cherche à savoir si telle maladie a été déclarée proche de chez lui, quand… ».

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CELLULES VEGETALE

 

 Un réseau de protéines contrôle la division des cellules végétales
L’orientation des divisions cellulaires joue un rôle essentiel dans l’organisation spatiale des tissus végétaux. Pour la première fois, des chercheurs de l’INRA Versailles-Grignon ont mis en évidence un complexe multi-protéique qui joue un  rôle central dans le contrôle de ce mécanisme. Ces résultats sont publiés en ligne le 14 mai 2013 dans la revue Nature Communications.
Mis à jour le 15/05/2013Publié le 15/05/2013Mots-clés : DIVISION CELLULAIRE - ARABIDOPSIS THALIANA L’organisation spatiale des divisions cellulaires est un élément majeur pour la construction d’une plante. C’est avec l’élongation cellulaire, le seul moteur de l’organisation tridimensionnelle des tissus végétaux, car les cellules de plantes, liées les unes aux autres par une paroi rigide formée de cellulose, sont incapables de toute motilité.

Des chercheurs de l’INRA Versailles-Grignon se sont intéressés aux mécanismes qui régissent la formation de l’anneau de préprophase, une structure cellulaire déterminante pour l’organisation spatiale des divisions chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, plus connue sous le nom d’Arabette des dames.

Un complexe très très performant
En combinant des approches de génétique et de protéomique, ils ont d’abord mis en évidence un complexe, appelé TTP, constitué de plusieurs familles de protéines :
* TON1, un régulateur central ;
* TRM, une vaste famille de 34 protéines connues pour se lier aux microtubules chez A. thaliana ;
* PP2A,  une phosphatase qui comporte une sous-unité régulatrice, dont la fonction est d'enlever un groupe phosphate d'une  molécule.

Ils ont ensuite montré que ce complexe intervient dans la formation de l’anneau de préprophase : TON1 contribuerait à l’assemblage ou à l’activation du complexe, PP2A serait responsable de l’activité enzymatique tandis que TRM interviendrait pour positionner le complexe dans la cellule, mettant alors en contact l'activité PP2A avec sa protéine cible. Cette dernière jouerait alors sur la dynamique et  le réarrangement spatial des microtubules qui constituent l’anneau de préprophase.

Enfin, les scientifiques ont révélé que les protéines du complexe TTP partagent des similitudes plus ou moins importantes avec des protéines animales du centrosome, une structure commune à de nombreux eucaryotes mais absente chez les plantes, à partir de laquelle les microtubules s’organisent.

Des microtubules à tout faire ou presque…

Chez les plantes supérieures, le cytosquelette est présent dans le cytoplasme et dans l’espace cellulaire sous-membranaire.  Il est le siège de réorganisations permanentes qui accompagnent, voire déterminent chacune des étapes de la vie des cellules. Il est constitué d’actine et de microtubules. Ces derniers sont les acteurs clé de l’élongation et de la division. Dans une cellule en croissance, les microtubules sont alignés en faisceau, ils interviennent dans la formation de la paroi cellulosique. Lors de l’entrée en division, les microtubules s’assemblent en un réseau transitoire très dense et hautement structuré, l’anneau de préprophase, qui encercle le noyau de la cellule. Structure caractéristique des plantes terrestres, il préfigure l’orientation du plan de division et contribue à définir la position de la future paroi qui séparera à terme les deux cellules filles.
 

 

Une première scientifique
Cette étude a permis d’identifier et de caractériser pour la première fois un réseau de protéines impliqué dans l’organisation des microtubules et dans le contrôle spatial de la division cellulaire chez les plantes supérieures via l’organisation des microtubules. Plus avant, elle suggère d’une part un lien fonctionnel et évolutif entre cytosquelette végétal et centrosome animal et d’autre part, la persistance de ce mécanisme à travers 500 millions d’années d’évolution des plantes terrestres, ouvrant ainsi la voie à des approches comparatives entre organismes.

DOCUMENT           INRA            LIEN

 
 
 
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