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sept.
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Le « sixième sens » des plantes

  • Par philco le 24/09/06 - 18:16
Des chercheurs du laboratoire Physiologie cellulaire et moléculaire des plantes (Université Paris VI / CNRS) en collaboration avec des équipes allemandes de l'Université de Marbourg et de Francfort viennent pour la première fois de démontrer leur rôle dans la perception du champ magnétique chez les végétaux à travers une expérience réalisée sur la plante Arabidopsis thaliana.

Certains oiseaux, dont les espèces migratrices, ont la remarquable capacité d'utiliser le champ magnétique terrestre pour s'orienter. Ils « sentent » l'orientation Nord-Sud de ce champ et s'en servent comme point de repère pour choisir la direction à prendre. Cette perception du champ géomagnétique est dépendante de la lumière. En effet, l'orientation correcte des oiseaux migrateurs n'est possible qu'en présence de lumière bleue ou verte tandis que les autres longueurs d'onde du spectre sont perturbantes. C'est dans l'œil des oiseaux, précisément dans la rétine, une structure riche en terminaisons nerveuses et en photorécepteurs, que se situe le siège de la perception du champ magnétique. Les cryptochromes, molécules présentes sur la rétine des oiseaux, pourraient entrer en jeu dans ce mécanisme et jouer un rôle dans la réponse au champ magnétique car elles présentent toutes les propriétés physico-chimiques requises (absorption de lumière bleue ou verte et formation de structures « radical pair »(1)). Elles permettraient ainsi à certains oiseaux, notamment migrateurs de s'orienter.



Comme il n'était pas possible de vérifier cette hypothèse sur les oiseaux migrateurs, les chercheurs se sont penchés sur le comportement d'une plante de laboratoire aux propriétés physico-chimiques similaires : Arabidopsis thaliana.


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Une équipe de l'Institut de pharmacologie moléculaire de Sophia Antipolis (CNRS/Université de Nice) vient de déterminer une nouvelle cible pour de futurs traitements : un gène dont l'inhibition annihile les symptômes dépressifs.

Deux fois plus fréquente chez les femmes que chez les hommes, la dépression affecte, sous ses formes les plus sévères, entre 2 et 5% de la population des pays les plus développés. Les formes plus légères, quand à elles, peuvent toucher 20% de la population. De plus, 1 à 2% de la population sont affectés par une maladie dite bipolaire, la maniaco-dépression.


Chez la plupart des malades, la dépression est causée par l'interaction entre une prédisposition génétique et des facteurs environnementaux comme le stress ou les traumatismes émotionnels. La maladie est fréquente et le marché des antidépresseurs est immense (au moins 10 milliards d'euros par an). Néanmoins, si ces antidépresseurs améliorent l'état des patients dans environ 70% des cas, ils n'entraînent une rémission complète de la maladie que chez 30 à 40% d'entre eux. De plus, près d'un tiers des sujets traités résiste aux traitements existants. Cet état de fait oblige donc à envisager de nouveaux traitements, capables de prendre en compte les mécanismes de la dépression.


Une équipe [1] de l'Institut de pharmacologie moléculaire de Sophia Antipolis (CNRS/Université de Nice), dirigée par Michel Lazdunski, vient de créer une lignée de souris génétiquement modifiée résistant totalement à la dépression, grâce à la suppression d'un gène correspondant à un canal ionique [2] présent dans toutes les régions du cerveau impliquées dans cette maladie.


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Les réponses à ces questions se trouvent peut-être dans l'organisation particulière du cerveau humain et dans la collaboration étroite entre les régions qui ont des fonctionnalités différentes mais complémentaires. Telles sont les hypothèses émises par des équipes de l'Inserm, du CEA, de l'AP-HP et du CNRS.

L'étude a été conduite par Ghislaine Dehaene et son équipe (unité Inserm 562 « Neuroimagerie cognitive ») au CEA, au sein du service hospitalier Joliot Curie. Elle a consisté à visualiser l'organisation des régions cérébrales activées par l'écoute de courtes phrases (de seulement 2 s) grâce à l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)(1). Ce travail a été mené chez 10 nourrissons âgés de 3 mois (4 filles et 6 garçons) à l'hôpital Necker Enfants-malades (AP-HP).


L'IRMf a permis aux chercheurs de constater que ces phrases provoquent l'activation en cascade de régions temporales et frontales. Les régions les plus proches du cortex auditif, s'activent dès le début de la phrase alors que d'autres, plus distantes comme l'aire de Broca, répondent plus lentement (cf.schéma).


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Une équipe de l'Institut Pasteur associée au CNRS vient de caractériser une molécule capable d'inhiber la formation de biofilms, agglomérats de bactéries fixées sur les surfaces et qui sont à l'origine de nombreux cas de maladies nosocomiales.

Lorsque des populations de bactéries adhèrent entre elles et poussent sur un support solide, elles forment ce qu'on appelle un biofilm. Dans ces structures, les bactéries acquièrent de nouvelles propriétés comme celles de résister fortement aux antibiotiques et aux attaques du système immunitaire. Lorsque le support du biofilm est une prothèse ou un cathéter, il peut constituer un réservoir de bactéries pathogènes à l'origine d'infections nosocomiales. De nombreuses recherches ont été entreprises pour identifier des stratégies permettant d'empêcher leur formation.


C'est en étudiant la biologie de formes uropathogènes de la bactérie Escherichia coli que les chercheurs du groupe Génétique des biofilms de l'Institut Pasteur, dirigé par Jean-Marc Ghigo, ont peut être trouvé une solution au problème de la formation de biofilms indésirables. Les Escherichia coli uropathogènes ont la capacité de traverser, sans s'y fixer, l'ensemble de l'appareil digestif humain.


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Des chercheurs du Laboratoire de Géosciences Marines de l'Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS-IPGP), de la Woods Hole Oceanographic Institution (US) et de l'Université de Lisbonne (Centro de Geofisica) publient dans la revue Nature du 31 août 2006, la première image d'une chambre magmatique et des failles associées observées sous une dorsale océanique lente.

La croûte océanique, d'une épaisseur moyenne de 5 à 7 km, est crée à l'axe des dorsales océaniques qui délimitent deux plaques tectoniques. C'est là que se produit l'expansion océanique par la conjonction de processus magmatiques (remontée de laves basaltiques issues de la fusion du manteau) et tectoniques. Le long des dorsales à taux d'ouverture rapide (de 8 à 17 cm par an) comme la dorsale pacifique Est, le magma se rassemble dans des « réservoirs » permanents : les chambres magmatiques. Plusieurs d'entre elles ont été observées et étudiées. Pour les dorsales lentes (taux d'ouverture de 2 à 4 cm par an) comme la dorsale médio-Atlantique, on pense que des chambres magmatiques plus éphémères doivent également exister, mais aucune n'avait encore pu être nettement observée jusqu'à la campagne SISMOMAR de 2005.


Au cours de cette campagne, l'équipe scientifique a procédé sous la direction de Satish Singh(1) à une imagerie à trois dimension (par sismique réflexion) d'un segment de la dorsale médio-Atlantique à l'aplomb du volcan Lucky Strike, situé à l'axe de la dorsale à 37°N, au sud des Açores.


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Au Nord du Pérou, il y a 15 à 12 millions d'années, des insectes, acariens et autres arthropodes se sont fait piéger dans la résine le long de troncs d'arbre ou de branches. Une équipe internationale de paléontologues et de géologues(1) les a retrouvés fossilisés dans l'ambre.

L'ambre, c'est-à-dire la résine fossile, provient d'un seul niveau stratigraphique, daté du Miocène moyen (il y a 15 à 12 millions d'années). Les chercheurs l'ont découvert au bord de l'Amazone, lors d'une expédition près d'Iquitos en 2004. L'équipe, coordonnée par Pierre-Olivier Antoine, du Laboratoire des mécanismes de transfert en géologie (CNRS/Université Toulouse 3/IRD), prospecte depuis plusieurs années les terrains sédimentaires de cette région située au pied des Andes et aux confins du Brésil, de l'Équateur et de la Colombie. Son but est de retracer l'évolution de la faune et de la flore, des environnements et de la géographie de l'Amazonie occidentale dans les vingt derniers millions d'années, sous l'effet du soulèvement des Andes. C'est l'un des objectifs du programme Environnements et climats du passé (ECLIPSE), programme pluridisciplinaire de l'INSU-CNRS.


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Une équipe mixte CNRS-Inserm de l'Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (1) a montré pour la première fois que le gène Hoxa2 (2) -qui s'exprime dans le cerveau postérieur de la souris- permet de relier les informations sensorielles en provenance de la face avec la station thalamique.

Les cartes topographiques neuronales se situent dans le cerveau au niveau de trois aires cérébrales : le tronc cérébral (cerveau postérieur), le thalamus et le cortex somatosensoriel. Au niveau de chacune de ces stations, les neurones reproduisent et conservent fidèlement la distribution spatiale et la densité des récepteurs sensitifs à la périphérie du corps (face, langue, lèvres, doigts, tronc, etc.). Ainsi, selon les espèces, les différentes régions du corps sont « cartographiées » en fonction de l'importance de leur sensibilité tactile et non de leur taille. Chez l'homme, la représentation de l'index ou des lèvres occupe ainsi un espace cérébral beaucoup plus important que celle du dos. Chez les rongeurs, la carte de représentation des moustaches occupe une surface cérébrale très importante car celles-ci représentent un organe tactile majeur pour explorer leur environnement.


Chez la souris, l'information sensorielle provenant des moustaches est véhiculée par le nerf trijumeau. Les chercheurs ont montré que l'expression du gène Hoxa2 dans les neurones du noyau sensitif principal du trijumeau est nécessaire pour la formation de la carte neuronale des moustaches.


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L'INRA contribue au premier séquençage du génome d'un champignon forestier symbiotique : le Laccaire (Laccaria bicolor). L'unité mixte de recherche INRA-Université Henri Poincaré sur les Interactions Arbres/Micro-organismes du centre INRA de Nancy a coordonné l'activité du consortium scientifique international et a identifié les propriétés caractéristiques du patrimoine génétique de ce champignon symbiotique.

Un champignon forestier intéressant

Le Laccaire a été choisi comme modèle des champignons forestiers capables d'établir une symbiose avec les arbres : l'ectomycorhize. Ce champignon, ainsi que d'autres champignons de ce groupe - cèpes, chanterelles, truffes - présente un intérêt environnemental, mais aussi économique et culturel. Il stimule fortement la croissance des arbres qui l'hébergent en améliorant leur nutrition. Il participe ainsi au bon fonctionnement des forêts soumises à des contraintes fortes induites par le changement climatique.

Une avancée pour la connaissance des écosystèmes forestiers

L'inventaire des 20 000 gènes du Laccaire permettra, grâce à des travaux complémentaires en physiologie, en génétique et en écologie, une avancée spectaculaire des connaissances sur la biologie des champignons et des arbres associés.

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