Transgenèse, mutagenèse et génomique fonctionnelle chez les mammifères

La connaissance des génomes de l'homme et de la souris sera acquise dans moins de cinq ans. Leur comparaison révélera l'existence de dizaines de milliers de gènes, jusqu'alors inconnus, dont la fonction devra être établie. Cela nécessitera des études non seulement au niveau moléculaire et cellulaire, mais aussi à des niveaux de complexité supérieurs représentés par les tissus et organes, et finalement l'animal et l'homme dans leur globalité. La souris est un excellent modèle pour définir les fonctions des gènes humains car elle présente de grandes similitudes génétiques, immunologiques, reproductives, physiologiques et pathologiques avec l'homme. De plus, on dispose actuellement d'outils performants pour manipuler le génome de cet animal. Il est en effet possible, grâce à la transgenèse, d'insérer un gène normal ou modifié dans son génome, et de l'exprimer sélectivement à un endroit donné. On peut également modifier ou altérer un gène défini par recombinaison homologue, et induire des mutations somatiques de ce gène dans des cellules ou tissus choisis, et à un moment défini de la vie de l'animal. L'ensemble de ces techniques, récemment mises au point, permettra d'approfondir les études de la fonction des gènes chez la souris, et d'établir plus facilement des "modèles souris" de maladies humaines. De plus, les techniques de mutagenèse utilisées chez la souris auront des applications en thérapie génique. En effet, il est envisageable de remplacer des gènes mutés, ou de diriger l'expression de transgènes, dans des cellules somatiques déficientes prélevées sur des malades, et de les réinjecter, après la modification génétique, à ces patients. Ainsi, la transgenèse, la mutagenèse et la génomique fonctionnelle devraient avoir de nombreuses retombées positives en santé humaine.

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L'ocytocine est une hormone fabriquée dans l’hypothalamus (zone du cerveau régulant de nombreuses fonctions de l’organisme) et la post-hypophyse (partie postérieure l’hypophyse).
Cette hormone stimule les contractions de l'utérus chez la femme enceinte et accélère le travail de l'accouchement.

Elle stimule également la contraction des cellules myoépithéliales (constituées de fibres musculaires et de tissus dont le rôle est de faire sécréter la glande mammaire pendant la lactation).

Pour les spécialistes en biologie il s'agit d'une hormone polypeptidique c'est-à-dire constituée d'une chaîne d'acides aminés synthétisés par l'hypothalamus et sécrétés par la posthypophyse autrement dit la partie postérieure de l'hypophyse qui est la glande située à la base du cerveau, en plein centre du crâne où elle est bien à l'abri. Le rôle de l'hypophyse est également de stocker l'ocytocine.

L'ocytocine a été découverte en 1954. Sa structure est voisine de celle de l'hormone antidiurétique et il semble exister d'autres substances apparentées, sécrétées par l'ovaire.

On ne connaît pas exactement le mécanisme de l'ocytocine en ce qui concerne l'accouchement. On sait seulement qu'elle stimule les contractions de l'utérus mais on ignore le mode de déclenchement de l'accouchement et le mécanisme c'est-à-dire la physiologie des contractions.

D'autre part, si la sécrétion d'ocytocine est stimulée par l'allaitement et facilite celui-ci par la contraction des cellules myoépithéliales des glandes mammaires, néanmoins il existe chez certains patientes un déficit total en ocytocine qui n'empêche pas la grossesse ni l'accouchement ni l'allaitement d'ailleurs.

L'ocytocine est également utilisée en thérapeutique. Dans ce cas il s'agit d'une molécule synthétisée artificiellement et administrée par voie intraveineuse, lentement au cours de l'accouchement afin d'augmenter la fréquence de l'intensité des contractions de l'utérus.
Parfois après la naissance quand il y a des hémorragies de la délivrance l'ocytocine favorise l'expulsion du placenta.

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Connaissances et pensée mathématiques : les bases cérébrales de l'intuition numérique.

Quelles représentations mentales et quelles structures cérébrales permettent au cerveau humain de créer des mathématiques ? Les nouvelles méthodes des sciences cognitives et de l'imagerie cérébrale permettent d'aborder cette question empiriquement, même si nous ne pouvons guère qu'effleurer le sujet en étudiant les plus simples des objets mathématiques : les petits nombres entiers. Je montrerai que la représentation des nombres dans le cerveau humain suit deux lois dont de nombreux mathématiciens, tels Poincaré, Hadamard ou Einstein, avaient pressenti l'existence en faisant appel à leur introspection. Tout d'abord, cette représentation est non-verbale : elle ne fait appel ni aux mots, ni aux aires corticales du langage, mais dépend des régions pariétales associées à la perception de l'espace. En second lieu, elle est susceptible de s'activer en l'absence de toute conscience. La région pariétale fournit une intuition des quantités dont nous ne réalisons l'importance, paradoxalement, que lorsqu'elle est détériorée : une lésion cérébrale, à l'âge adulte comme dans la petite enfance, entraîne une incapacité de calculer et, plus simplement, de comprendre ce que sont les nombres. Ainsi, si les mathématiques de haut niveau se construisent grâce au langage et à l'éducation, leurs fondements les plus élémentaires - concepts de nombre, mais aussi d'espace, de temps, d'opération... - sont à rechercher dans l'organisation même de notre cerveau.

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Cerveau, chance et chaos
Les neurosciences vivent une période nouvelle et particulièrement fructueuse dans leurs rapports avec la physique et les mathématiques. En neurobiologie, ainsi que dans d'autres corpus du savoir, a dominé jusqu'ici une conception causale héritée de la mécanique de Newton selon laquelle le fonctionnement du cerveau obéirait aux seules lois du déterminisme classique. La notion de « câblage » anatomique et celle d'arc réflexe illustrent bien ce schéma traditionnel du tout ou rien qui a conduit a trop souvent exclure du champ de notre réflexion, la variabilité et le caractère imprévisible, pourtant évidents, de nombre de faits expérimentaux. Nous montrerons à l'aide de quelques exemples que cette situation se modifie rapidement et que les « interfaces » entre les différentes disciplines souvent invoquées en vain dans le passé, deviennent une réalité. Un matériel expérimental privilégié a été celui d'un neurone qui commende la réaction de fuite chez les poissons. Véritable « cerveau dans le cerveau », il permet d'étudier tous les mécanismes de la communication neuronale qui ont été identifiés chez toutes les espèces, y compris les Primates. À son niveau, la transmission de la communication entre les neurones est loin d'être garantie, elle obéit au contraire aux lois du hasard : comme si chaque synapse jouait aux dés le fait qu'elle relaie ou non un message après chaque influx. Ce caractère probabiliste confère à la communication nerveuse et par conséquent aux comportements qu'elle sous-tend, une « liberté » dont la valeur adaptative est fondamentale. Elle intervient de plus dans certains processus de mémorisation et d'apprentissage. L'étude de phénomènes électriques communs également à tous les neurones, à l'aide de la dynamique non linéaire mise au point par les physiciens, a d'autre part suggéré que l'apparence stochastique de ces processus cache en fait un ordre sous-jacent, celui du chaos déterministe. Le terme « déterministe » signifiant que la dynamique en cause obéit bien à des lois mais, que l'évolution des phénomènes concernés est imprévisible du fait de leur sensibilité à toute perturbation. Cette découverte qui remet en cause bien des idées reçues, offre des perspectives inattendues pour qui veut comprendre la nature des états internes du cerveau ou encore dans une perspective thérapeutique de certaines affections neurologiques.

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