Paris, 4 mars 2011

Une percée dans la conception de moteurs moléculaires
Des chercheurs du CNRS et de l'Université de Bordeaux, en collaboration avec une équipe chinoise (1), ont réalisé le premier piston moléculaire capable de s'auto-assembler. Ces recherches représentent une avancée technologique significative dans la conception de moteurs moléculaires. Un tel piston pourrait, par exemple, servir à fabriquer des muscles artificiels ou à créer des polymères à la rigidité contrôlable. Ces résultats sont publiés le 4 mars 2011 dans la revue Science.
Les organismes vivants ont largement recours à des moteurs moléculaires pour remplir certaines de leurs fonctions vitales comme stocker l'énergie, permettre le transport cellulaire ou même se propulser dans le cas des bactéries. Les agencements moléculaires de ces moteurs étant extrêmement complexes, les scientifiques cherchent à créer leurs propres versions, plus simples. Le moteur développé par l'équipe internationale emmenée par Ivan Huc (2), chercheur CNRS au sein de l'Unité « Chimie et biologie des membranes et des nanoobjets » (CNRS/Université de Bordeaux), est un « piston moléculaire ». Comme un véritable piston, il est constitué d'un axe sur lequel glisse une pièce mobile, à la différence près que l'axe et la pièce ne mesurent que quelques nanomètres de long.

Plus précisément, l'axe est formé d'une molécule longiligne, tandis que la pièce mobile est une molécule en forme d'hélice (toutes deux sont des dérivés de molécules organiques spécialement synthétisés pour l'occasion). Comment le mouvement de la molécule hélicoïdale est-il possible le long de l'axe ? C'est l'acidité du milieu dans lequel baigne le moteur moléculaire qui contrôle l'avancée de l'hélice sur l'axe : en augmentant l'acidité, on pousse l'hélice vers une extrémité de l'axe, car elle possède alors une affinité pour cette portion de la molécule filiforme ; en réduisant l'acidité, on inverse le processus et l'hélice fait machine arrière.

Ce dispositif offre un avantage essentiel par rapport aux pistons moléculaires déjà existants : l'auto-assemblage. Dans les versions précédentes, qui prennent la forme d'un anneau glissant sur une tige, la pièce mobile passe mécaniquement à travers l'axe avec une extrême difficulté. A l'inverse, le nouveau piston se construit tout seul : les chercheurs ont conçu la molécule hélicoïdale spécifiquement pour qu'elle vienne s'enrouler spontanément autour de l'axe, tout en conservant une certaine liberté de mouvement ensuite pour ses déplacements latéraux.

En permettant une fabrication à grande échelle du piston moléculaire, cette faculté d'auto-assemblage laisse espérer voir fleurir rapidement des applications. Les domaines concernés sont variés : biophysique, électronique, chimie... En greffant bout à bout plusieurs pistons, on pourrait, par exemple, réaliser une version simplifiée d'un muscle artificiel, capable de se contracter sur commande. Une surface hérissée de pistons moléculaires deviendrait, à loisir, un conducteur ou un isolant électrique. Dernière idée : on peut imaginer une version grand format de l'axe sur lequel glisseraient plusieurs hélices, ce qui fournirait un polymère à la rigidité mécanique ajustable. On le voit, les possibilités de ce nouveau piston moléculaire sont (presque) infinies.

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Paris, 17 avril 2013

Légionellose : reprogrammation inédite des cellules hôtes à l'avantage de la bactérie Legionella pneumophila
Des chercheurs de l'Institut Pasteur, du CNRS, de l'Institut Curie et de l'Inserm, ont mis en évidence un mécanisme qui permet à la bactérie Legionella pneumophila (agent principal de la légionellose) de « reprogrammer » l'expression des gènes des cellules qu'elle infecte. Ce mécanisme, jamais observé auparavant, facilite la survie et la prolifération de Legionella pneumophila pendant l'infection. Ces travaux apportent de précieuses informations sur la régulation de l'expression des gènes, ainsi qu'un éclairage important sur les tactiques employées par les bactéries pour manipuler les cellules hôtes. Ces recherches sont publiées en ligne le 17 avril sur le site de Cell Host & Microbe.

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Paris, 19 novembre 2012

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.

Cette technique permet non seulement de travailler à température ambiante, mais également d'obtenir une bande de graphène semi-conductrice cinq fois plus fine que le record détenu par IBM en lithographie. Par ailleurs, la production de graphène est considérée comme extrêmement coûteuse. Or, l'équipe franco-américaine est parvenue à produire des dizaines de milliers de ces rubans aux bords semi-conducteurs, ce qui rend envisageable leur production à l'échelle industrielle. Un pas de plus vers la fabrication de circuits intégrés à haute densité à base de carbone a bel et bien été franchi.

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Trop de pesticides, moins de miel

On connaît surtout les abeilles pour leur miel et leurs piqûres, mais moins pour leur rôle de pollinisateur. Une fonction essentielle à notre écosystème et mise à mal par l’usage des pesticides. Une équipe de chercheurs du centre Inra PACA et du CNRS, associée à des ingénieurs agricoles, ont mené une étude dont les récents résultats peuvent expliquer en partie le déclin des abeilles domestiques.
Par Maya press pour Inra Mis à jour le 14/02/2013Publié le 24/01/2013Mots-clés : Biodiversité - Abeilles - déclin - pesticides - pollinisateurs 

Une abeille visitant une fleur de courgette. © CARRERAS Florence Les abeilles sont plusieurs milliards à bourdonner autour des surfaces fleuries du monde. Elles ont toutes en commun de se nourrir de nectar et de pollen et d’assurer le transport du pollen pour la reproduction des plantes à fleurs. En 2008, une étude du CNRS et de l’Inra a chiffré la valeur de l'activité de pollinisation des insectes, majoritairement des abeilles, à 153 milliards d'euros sur les principales cultures alimentaires de l'homme.
Parmi les 20 000 espèces mondiales, et le millier que l’on trouve en France, on distingue toutes sortes d’abeilles. « Si la plupart d’entre nous connaissent celle qui vit en ruche et produit du miel, l’abeille domestique, il ne s’agit que d’une espèce parmi les autres », précise Mickaël Henry, chercheur biologiste dans l’unité Abeilles et Environnement d'Avignon. Ensuite il y a la masse des abeilles sauvages qui sont de toutes les tailles et de toutes les formes, depuis les espèces dites sociales jusqu’à des espèces solitaires ou parasites.

Désorientées par les pesticides
Depuis quelques années, de nombreux scientifiques et apiculteurs s’inquiètent du déclin des abeilles domestiques. Ce déclin toucherait aussi les abeilles sauvages, sans qu’on puisse réellement en estimer l’importance. Une équipe de chercheurs du centre Inra PACA et du CNRS, associée à des ingénieurs agricoles, ont mené une étude dont les récents résultats peuvent expliquer en partie ces disparitions.
Ils ont disposé des puces RFID (radio fréquence) sur 650 abeilles, fonctionnant comme des code-barres individuels lors du passage dans la ruche, elle-même munie d’un capteur. Elles ont ensuite été nourries soit d’une simple solution sucrée, soit d’une solution sucrée couplée à une très légère dose d’insecticide, et placées à 1 km, distance habituelle de leur ruche. En comparant les proportions de retours à la ruche des deux groupes d’abeilles, les chercheurs ont constaté que l’ingestion de pesticide provoquait un phénomène de désorientation chez l’abeille. L’intoxication aboutit à une mortalité journalière de 25% à 50% chez les butineuses intoxiquées, soit jusqu'à trois fois le taux normal (environ 15% des butineuses par jour).

Moins d’abeilles, moins de plantes
L’utilisation intensive dans l’agriculture moderne de produits chimiques serait donc à l’origine d’une partie du déclin des abeilles. Reste que selon Mickaël Henry, « envisager une disparition totale des abeilles est excessif ». Mais si c’était le cas, l’impact sur la biodiversité et sur l’homme serait important. Car 80% des plantes à fleurs ont besoin de pollinisateurs extérieurs, en grande partie les abeilles, pour se reproduire. « Mais de nombreuses plantes sont aussi pollinisées par le vent, et par d’autres animaux comme les papillons, les chauves-souris, ou les colibris », tempère Mickaël Henry. Si les abeilles devaient disparaître, il y aurait donc une moins grande diversité de plantes et une diminution de la diversité alimentaire pour l’Homme.

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