Comment l'ovocyte fécondé se débarrasse des mitochondries paternelles
Lors de la fécondation, l'ensemble du spermatozoïde pénètre dans l'ovocyte. Pourtant, la plupart des organites apportés par celui-ci, et notamment ses mitochondries, ne sont pas transmis à la descendance. Pour la première fois, une étude franco-américaine impliquant des chercheurs du CNRS, de l'Inserm, de l'Institut Pasteur, de l'Université Paris-Sud et de l'UPMC (1), a révélé comment les organites du spermatozoïde sont digérés par l'ovocyte juste après la fécondation. Ces travaux, publiés dans Science le 28 octobre 2011, pourraient permettre d'améliorer les techniques de clonage et de fécondation médicalement assistée, ainsi que de mieux comprendre les raisons évolutives de l'élimination des mitochondries paternelles.
Les mitochondries, organites cellulaires spécialisés dans la production d'énergie, possèdent leur propre génome. Or, chez la plupart des organismes, parmi lesquels les mammifères, l'ADN mitochondrial du père ne se transmet pas à la descendance : seules subsistent les mitochondries de la mère, contenues dans l'ovocyte. On ne savait pas, jusqu'à présent, comment ni à quel moment les mitochondries paternelles étaient dégradées. Les chercheurs sont parvenus à élucider cette question en utilisant comme organisme modèle le nématode C. elegans, un ver transparent de 1 millimètre de long, bien connu des laboratoires de biologie.
Les chercheurs ont montré que, quelques minutes après la fécondation, l'ovocyte enclenche un processus d'autophagie : les éléments du spermatozoïde sont séquestrés dans des vésicules puis éliminés par voie de dégradation enzymatique. Grâce à la PCR (2), technique d'analyse de l'ADN, les chercheurs ont pu confirmer que peu de temps après la fécondation, tout le matériel génétique issu des mitochondries paternelles est détruit.
Ils ont ensuite inactivé la mécanique cellulaire permettant l'autophagie et observé que, dans ces conditions, les mitochondries paternelles subsistent dans l'embryon. Puis, afin de savoir si ce processus de spermatophagie est conservé chez les mammifères, ils ont cherché dans des ovocytes de souris tout juste fécondés, les marqueurs qui indiquent le début d'une autophagie. Effectivement, ils ont observé que les protéines d'autophagie de l'ovocyte se concentrent autour de la pièce intermédiaire du spermatozoïde, là où se situent les mitochondries. Ceci laisse penser que le mécanisme de dégradation découvert chez C. elegans opère de façon analogue chez les mammifères.
Le métabolisme très actif des spermatozoïdes pourrait conduire à l'apparition fréquente de mutations dans leur ADN mitochondrial. L'ovocyte éliminerait les mitochondries paternelles afin d'éviter que ces mutations ne se perpétuent et affectent la descendance. Ces travaux ouvrent la voie à des expériences permettant de tester cette hypothèse. En effet, en inactivant la spermatophagie, on pourrait créer des organismes héritant des deux jeux de mitochondries et observer l'effet produit sur eux. Par ailleurs, ces travaux posent la question du destin des mitochondries paternelles lorsque des embryons sont créés par clonage ou grâce à des techniques avancées de fécondation médicalement assistée. Ces techniques autorisent-elles la réponse autophagique de l'ovocyte et la destruction des mitochondries paternelles qui pourraient induire des maladies ? La question est à présent ouverte.
Chaque langue vivante utilise de façon préférentielle certaines plages de fréquences sonores, appelées bandes passantes
Ces différences sont liées à la différence de l’impédance de l’air selon les lieux. En effet, en fonction de l’altitude, de la végétation, de l’humidité et d’autres caractéristiques géographiques, l’air va mieux propager certaines fréquences et en atténuer d’autres. Par exemple, en Angleterre l’air est un excellent conducteur des fréquences aiguës mais atténue les sons graves. C’est sur ces fréquences sélectives que la langue va se moduler.
La bande passante française est très étroite, ce qui explique en général la difficulté pour les français de parler d’autres langues, notamment l’anglais qui se situe dans une sphère plus aiguë. Les Slaves sont plus aptes à parler d’autres langues grâce à leur bande passante très large.
Les mécanismes de l'écoute
Il existe deux muscles dans l'oreille moyenne qui sont mobilisés dans les processus de l'écoute et non pour l'audition pure, qui est passive.
C'est grâce à ces muscles que nous pouvons sélectionner et analyser les sons que nous voulons écouter. Pour chaque langue vivante, les muscles de l'oreille travaillent d'une manière particulière, adaptée aux fréquences de la langue. En fonction de l'âge et de l'histoire personnelle, l'oreille peut être plus ou moins fermée aux sons. Ces personnes, même après de longs séjours à l'étranger, ont de grandes difficultés à comprendre et parler une langue étrangère. Elles peuvent par contre acquérir une bonne connaissance de la langue écrite.
Quoi faire pour accélerer l'apprentissage d'une langue
L’oreille peut être entraînée, très vite, d’entrer dans la bande passante d’une autre langue suite à un entraînement audio-vocal. Les appareils à “Effet audio-psycho-phonologique” sont programmés pour faire travailler l’oreille dans les fréquences et les rythmes spécifiques à la langue désirée. Avec un nombre suffisant d’heures de stimulation, l’oreille devient capable de décoder les sons et ainsi donne la possibilité instantanée de les reproduire avec de moins en moins d’accent (de distorsions). Ceci permet secondairement d’apprendre et de mémoriser la langue, les mots et la grammaire plus vite et plus facilement.
Un nouveau gène impliqué dans la dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (FSHD)
Une publication dans le cadre des recherches sur la dystrophie musculaire facio-scapulo-humérale (FSHD), une des dystrophies musculaires les plus fréquentes, vient de paraître dans PLOS Genetics. L'équipe de Françoise Helmbacher de l'Institut de biologie du développement de Marseille (CNRS/ Aix-Marseille Université), soutenue par l'AFM-Téléthon en collaboration avec des chercheurs de l'Inserm, a identifié le gène FAT1 comme un nouvel acteur dans le développement des muscles et particulièrement chez les malades atteints de FSHD.
Une avancée majeure en microélectronique : production de nano-rubans de graphène semi-conducteurs
Le graphène, cristal bidimensionnel composé d'une couche unique d'atomes de carbone, possède des propriétés très prometteuses pour l'électronique. Cependant, pour que ces applications potentielles se concrétisent, il était nécessaire d'obtenir une forme semi-conductrice de ce matériau. Huit ans après sa découverte, c'est chose faite, grâce aux travaux d'une équipe franco-américaine menée par le Georgia Institute of Technology (USA), et incluant des scientifiques du CNRS, du synchrotron SOLEIL, de l'Institut Jean Lamour (CNRS/Université de Lorraine, Nancy) et de l'Institut Néel (Grenoble). Les chercheurs sont parvenus à mettre au point une technique de production de bandes de graphène semi-conductrices basée sur le contrôle du substrat sur lequel se produit la croissance du graphène. Leurs résultats, publiés dans Nature Physics le 18 novembre 2012, ouvrent la voie à une électronique de très haute fréquence.
Le graphène se présente comme une monocouche d'atomes de carbone dont l'empilement constitue le graphite. De très nombreuses recherches sont menées depuis une dizaine d'années sur ce matériau. En effet, ses propriétés hors-normes, mobilités électroniques élevées, forte conductivité thermique, stabilité chimique et possibilité de moduler sa conductance électrique par un champ électrique, le rendent particulièrement attrayant pour l'électronique. En particulier, sa mobilité électronique, c'est-à-dire la vitesse à laquelle se déplacent les électrons en son sein, lui promettent des applications dans l'électronique de très haute fréquence, ou térahertz.
Mais voilà, sous sa forme naturelle, le graphène possède une structure métallique. Il est par conséquent conducteur de courant. Or, pour que ce matériau soit utilisable en microélectronique, il est nécessaire de l'obtenir sous une forme semi-conductrice. C'est ce que sont parvenus à obtenir les chercheurs de l'équipe franco-américaine.
En s'appuyant notamment sur les résultats de la ligne de lumière CASSIOPEE du synchrotron SOLEIL, les scientifiques sont parvenus à mettre au point une technique de production de bandes de graphène semi-conductrices. Basée sur le contrôle de la géométrie du substrat sur lequel a lieu la croissance du graphène, elle consiste à graver des nano-sillons sur une surface en carbure de silicium (SiC). Sur ce substrat, le graphène croît sous forme d'un ruban dont le bord, semi-conducteur, est lié à du graphène métallique. Cette bande semi-conductrice ne mesure que quelques nanomètres de largeur.
