Paris, 19 octobre 2012

Un assemblage de nano-machines pour mimer le muscle
Pour la première fois, un assemblage de milliers de nano-machines capables de produire un mouvement de contraction coordonné s'étendant jusqu'à une dizaine de micromètres, à l'instar des mouvements des fibres musculaires, a été réalisé par une équipe de l'Institut Charles Sadron du CNRS. Ces travaux novateurs menés par Nicolas Giuseppone, professeur à l'Université de Strasbourg, et impliquant des chercheurs du Laboratoire de matière et systèmes complexes (CNRS/Université Paris Diderot), valident expérimentalement une approche biomimétique conceptualisée depuis plusieurs années dans le domaine des nanosciences. Ils permettent d'envisager de très nombreuses applications en robotique, en nanotechnologie pour le stockage d'information, dans le domaine médical comme la réalisation de muscles artificiels ou pour concevoir d'autres matériaux incorporant des nano-machines (dotés de nouvelles propriétés mécaniques). Ces travaux viennent de paraître sur le site de la revue Angewandte Chemie International Edition.
La nature fabrique de nombreuses machines dites « moléculaires ». Assemblages de protéines très complexes, elles sont à l'origine de fonctions essentielles du vivant comme le transport d'ions, la synthèse de l'ATP (molécule énergétique) ou la division cellulaire. Nos muscles sont ainsi contrôlés par le mouvement coordonné de ces milliers de nano-machines protéiques qui ne fonctionnent individuellement que sur des distances de l'ordre du nanomètre. Mais en s'associant par milliers, elles amplifient le même mouvement télescopique jusqu'à atteindre notre échelle et ce, de manière parfaitement coordonnée. Même si des progrès fulgurants ont été accomplis ces dernières années par les chimistes de synthèse pour la fabrication de nano-machines artificielles (dont les propriétés mécaniques intéressent de plus en plus chercheurs et industriels), restait le problème de la coordination de plusieurs de ces machines dans l'espace et dans le temps.

C'est désormais chose faite puisque, pour la première fois, l'équipe de Nicolas Giuseppone a réussi à synthétiser de longues chaînes polymères incorporant par liaisons supramoléculaires (1) des milliers de nano-machines capables de produire chacune des mouvements télescopiques linéaires d'un nanomètre. Sous l'influence du pH, leurs mouvements simultanés permettent à l'ensemble de la chaîne polymère de se contracter ou de s'étendre sur une dizaine de micromètres, amplifiant ainsi le mouvement par un facteur 10 000, selon les mêmes principes que ceux utilisés par les tissus musculaires. Les mesures précises de cette prouesse expérimentale ont été effectuées en collaboration avec l'équipe d'Eric Buhler, physicien spécialiste de la diffusion du rayonnement au laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot).

Ces résultats obtenus par une approche biomimétique permettent d'envisager de très nombreuses applications pour la réalisation de muscles artificiels, de micro-robots ou pour la conception de nouveaux matériaux incorporant des nano-machines dotées de nouvelles propriétés mécaniques multi-échelles.

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Des qubits dans un diamant : un test de la mécanique quantique
Par Laurent Sacco, Futura-Sciences Share on joliprintPDF  Partager Un groupe de chercheurs étudiant les ordinateurs quantiques en diamant a réussi à intriquer 2 qubits grâce à une nouvelle méthode reposant sur une opération de mesure quantique. Ils ont obtenu au passage une violation de l'inégalité de Bell pour la première fois dans un solide.
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Lorsque qu’Albert Einstein, Nathan Rosen et Boris Podolski ont publié en 1935 un article sur le phénomène de l’intrication quantique, dont ils furent parmi les premiers à comprendre le caractère paradoxal, ils ne pouvaient se douter que ce travail finirait par lancer l’humanité dans la course aux ordinateurs quantiques. Les ordinateurs classiques étaient encore dans l’enfance car l’un de leurs pères, Alan Turing, venait tout juste de devenir chercheur en poste à Cambridge cette année-là.
Il faudra attendre le début des années 1980 pour qu’Alain Aspect et ses collègues réalisent leur célèbre expérience sur l’effet EPR montrant que l’intrication quantique était bien réelle car violant une célèbre inégalité pour des résultats de mesure, obtenue en 1964 par John Bell. C’est aussi au début des années 1980 que des pionniers comme Richard Feynman vont commencer à proposer le concept d’ordinateur quantique et le développer.
Des qubits sur des noyaux de carbone
Au lieu de manipuler des bits d’information, ces ordinateurs mettent à profit le principe de superposition des états de la théorie quantique. À notre échelle ce principe autoriserait une personne ou un objet à être simultanément présent à deux endroits à la fois. Dans le monde des atomes et des particules élémentaires, il permet l’existence de qubits d’information. Plusieurs de ces qubits intriqués permettraient alors de faire des sortes de calculs en parallèle, parfois bien plus rapidement que des ordinateurs classiques, ou bien de simuler directement des systèmes quantiques comme des molécules organiques compliquées.
Malheureusement, pour surpasser les ordinateurs classiques, il faut disposer d’un grand nombre de qubits demeurant intriqués. Ceci n’est possible que si l’on sait contourner l’obstacle de la décohérence quantique dont l’existence a été bien mise en évidence expérimentalement par les travaux du prix Nobel de physique Serge Haroche.

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Paris, 5 Juin 2012

L'espacement des lettres améliore la lecture chez les enfants dyslexiques
L'augmentation de l'espacement des lettres d'un mot et des mots d'un texte améliore la vitesse et la qualité de la lecture chez les enfants dyslexiques, et ce sans aucun entrainement préalable. Ils lisent en moyenne 20 % plus vite et font deux fois moins d'erreurs. C'est ce que vient de constater une équipe de recherche franco-italienne co-dirigée par Johannes Ziegler du Laboratoire de psychologie cognitive (CNRS/Aix-Marseille Université). Ces résultats sont publiés la semaine du 4 juin 2012 par la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS). Parallèlement à ces résultats, une application iPad/iPhone a été élaborée par l'équipe et est disponible sous le nom de « DYS ». Elle permet aux parents et aux enfants de modifier l'espacement des lettres et de tester les bénéfices de cette manipulation sur la lecture. Les chercheurs pourront ainsi recueillir à grande échelle et en temps réel des données qu'ils pourront ensuite analyser et étudier.
La dyslexie est un trouble de l'apprentissage de la lecture lié à une difficulté à identifier les lettres, les syllabes ou les mots, qui se manifeste en l'absence de déficits intellectuels ou sensoriels  et généralement malgré une scolarisation adéquate. La dyslexie touche environ un enfant par classe et 5 % de la population en moyenne et entraîne souvent des difficultés dans l'écriture.

Dans cette étude, les chercheurs ont testé les effets de l'espacement des lettres sur la lecture chez 54 enfants dyslexiques italiens et 40 enfants dyslexiques français, âgés entre 8 et 14 ans. Les enfants devaient lire un texte composé de 24 phrases dans lesquelles l'espacement était soit normal, soit plus grand. Résultat : l'augmentation de l'espacement a permis aux enfants dyslexiques d'améliorer leur lecture en vitesse et en précision. Ils lisent en moyenne 20 % plus vite et font deux fois moins d'erreurs. Cette amélioration de la lecture pourrait être due au fait que les enfants dyslexiques sont particulièrement sensibles à « l'encombrement perceptif », c'est-à-dire au masquage visuel de chaque lettre par celles qui l'entourent. Les résultats de cette étude montrent que ce phénomène d'encombrement délétère peut être réduit par un simple écartement des lettres.

Ce constat ouvre une piste intéressante dans le domaine des méthodes de rééducation de la dyslexie. En effet, pour lire mieux, il faut lire plus, or un enfant dyslexique lit en une année ce qu'un « normo-lecteur » lit en 2 jours. Car pour un enfant dyslexique qui n'arrive pas à décoder convenablement et lit de façon lente et laborieuse, lire devient un « supplice » qui ne l'encourage pas à le faire régulièrement. Les chercheurs ont trouvé une astuce simple et efficace qui permet aux enfants dyslexiques de rompre ce cercle vicieux en lisant correctement plus de mots et en moins de temps.

Une application iPad/iPhone nommée « DYS » a été élaborée parallèlement à ces résultats de recherche par Stéphane Dufau, ingénieur de recherche au CNRS, au Laboratoire de psychologie cognitive. Disponible dans un premier temps en français et en anglais et téléchargeable gratuitement sur l'Apple Store, elle permet aux parents et aux enfants de manipuler l'espacement des lettres et de tester les bénéfices de cette manipulation sur la lecture. Les chercheurs pourront quant à eux recueillir à grande échelle des données qui leur permettront de quantifier puis d'analyser s'il existe un espacement optimal en fonction de l'âge de la personne et du niveau de lecture.

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Paris, 7 juillet 2011

Pathogènes et insecticides : un cocktail mortel pour les abeilles
L'infection par Nosema ceranae, un parasite responsable de la nosémose (1), entraîne une plus forte mortalité des abeilles lorsque celles-ci sont exposées à de faibles doses d'insecticides. C'est ce que viennent de mettre en évidence des chercheurs du Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE, CNRS/Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand 2) et du Laboratoire de Toxicologie Environnementale (LTE, INRA Avignon). Ces résultats sont publiés dans la revue PLoS ONE.
En France, les abeilles domestiques de l'espèce Apis mellifera représentent l'outil de travail d'environ 70 000 apiculteurs professionnels et amateurs. Leur influence directe sur la qualité et la quantité des récoltes, ainsi que sur le maintien de la biodiversité florale, est aujourd'hui largement reconnue et souligne le rôle prépondérant des abeilles, domestiques et sauvages, dans le fonctionnement des écosystèmes.

Cependant, depuis plus de 15 ans, les colonies d'abeilles sont en proie à un mal étrange et peu compris des apiculteurs et des scientifiques, avec chaque année, des milliers de colonies qui disparaissent. Pour expliquer ce phénomène, observé principalement par les apiculteurs européens et américains, de nombreuses pistes sont avancées : l'appauvrissement de la diversité et de la qualité des ressources alimentaires (en lien avec les changements climatiques), l'intensification des monocultures et la modification des paysages, l'action d'agents pathogènes responsables de maladies comme la varroase (2), les loques (3) et la nosémose, le stress chimique provoqué par l'exposition des abeilles aux produits phytosanitaires et vétérinaires ou encore certains prédateurs tels que le frelon asiatique. Bien que de nombreuses données soient disponibles sur l'influence des stress nutritionnel, parasitaire et chimique sur la santé des abeilles, aucun d'entre eux n'a pu être isolé comme unique responsable du déclin des populations d'abeilles. Aujourd'hui, les spécialistes du domaine s'accordent pour orienter les recherches sur les effets combinés de plusieurs de ces facteurs.

C'est dans ce contexte que des équipes de recherche du CNRS, de l'INRA et de l'Université Blaise Pascal ont associé leurs compétences respectives en parasitologie et en toxicologie pour évaluer l'influence des interactions pathogène-toxique sur la santé des abeilles. En laboratoire, les chercheurs ont exposé de façon chronique des abeilles naissantes saines et d'autres contaminées par Nosema ceranae à de faibles doses d'insecticides. Résultat : les abeilles infectées par Nosema ceranae puis exposées de façon chronique aux insecticides succombent, même à des doses se situant en dessous du seuil entrainant la mort, ce qui n'est pas le cas de leurs congénères non infectées. Cet effet combiné sur la mortalité des abeilles apparaît pour une exposition quotidienne à des doses pourtant très faibles (plus de 100 fois inférieures à la DL50 (4) de chaque insecticide). La synergie observée ne dépend pas de la famille d'insecticides puisque les deux molécules étudiées, le fipronil et le thiaclopride (5), appartiennent à des familles différentes. Le mode d'action responsable de cette synergie n'a cependant pas été encore identifié.

Cette étude montre donc que l'interaction entre nosémose et insecticides constitue un risque significatif supplémentaire pour les populations d'abeilles et pourrait expliquer certains cas de surmortalité. Ce travail indique également que des doses d'insecticides considérées comme ne pouvant entrainer la mort expriment pourtant un potentiel toxique létal pour des organismes parasités et donc fragilisés. Par conséquent ces résultats montrent la nécessité d'améliorer la gestion et la protection du cheptel apicole face au danger que représentent les pollutions environnementales et les pathogènes (seuls ou en combinaison) sur la santé de l'abeille. L'équipe « Interactions Hôtes-Parasites » du Laboratoire Microorganismes : Génome et Environnement (LMGE, CNRS/Université Blaise Pascal Clermont-Ferrand 2) travaille justement à rechercher de nouveaux moyens de lutte contre cet agent pathogène.

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