Le village des Sciences Edition 2016 (2/2)

Suite et fin de notre parcours du Village des Sciences Edition 2016 à Lille (Gare Saint-Sauveur), une manifestation organisée par la Communauté d’Universités et d’Etablissements Lille Nord de France (ComUE LNF), du 6 au 9 octobre. : si vous avez manqué la première partie I, rendez-vous ICI.
Cette année, nous sommes dans le thème du « Cycle(s) de vie » sous toutes ses formes.

D’autres travaux sur la division cellulaire

Restons encore quelques instants dans le monde du vivant et revenons une fois encore  sur le stand de l’UGSF consacré  à la glycobiologie autour de chercheurs de l’université de Lille 1 et CNRS (UMR 8576).
Une autre équipe nous présente ses travaux liés à l’étude de l’impact environnemental (toxicité du milieu aquatique) sur la vie des amphibiens mais ici en s’intéressant particulièrement à un stade très précoce de leur cycle de vie : la formation des gamètes ovocytes (appelée ovogenèse) puis le développement de l’embryon.
Les travaux portent sur une espèce particulière d’amphibien le Xénope commun (originaire d’Afrique du Sud), employé comme modèle de laboratoire dans de nombreux domaines de la biologie et de la physiologie. On voit ici quelques stades du développement (la maturation des ovocytes, le développement de l’embryon et le stade adulte).

xenope2

Après un petite révision de ce qu’est la méiose* (on a vu la mitose sur un autre stand, explications dans la première partie), on peut passer aux choses sérieuses.

* La méiose, c’est le type de division cellulaire qui aboutit à la formation de gamètes avec pour chaque cellule, une division de son patrimoine génétique en 2 : les cellules filles ne recevront donc que la moitié des gènes.

Une présentation par une des chercheurs de l’équipe nous permet de mieux appréhender le but de ces travaux.  Ainsi par exemple, en étudiant le cycle cellulaire et la cascade de molécules qui s’activent lors de la mitose pour recréer une membrane cellulaire ou lors de la maturation des ovocytes, on peut mettre en évidence des anomalies de la division cellulaire et des mécanismes de régulation moléculaires. Certaines d’entre elles peuvent conduire au développement de cancers [1].
L’un des intérêts de travailler sur les gamètes du xénope est que l’ovocyte est suffisamment grand pour faciliter des mesures biochimiques d’une part et pour permettre la micro-injection de composés d’autre part. L’étude des protéines qui s’expriment ou se sur-expriment donne des informations sur les étapes clé de la prolifération de cellules et leur évolution future (différentiation) ainsi que sur les effets d’une exposition à certains contaminants.
De même l’étude des différentes étapes du développement de l’embryon éclaire sur les voies de prolifération des cellules qui sont à mettre en parallèle avec le développement d’une tumeur.

Mais ces études peuvent servir également à comprendre d’autres maladies et à tester les voies thérapeutiques. C’est le cas du diabète par exemple car la membrane des ovocytes possèdent des récepteurs à insuline (facteur de croissance).

Du côté de la géologie
Quittons le monde du vivant pour nous intéresser à quelque chose d’un peu plus immuable… enfin tout est relatif  : la montagne. Justement sur ce stand, il est question de cycle de vie d’une montagne. Cela surprend un peu lorsqu’on y réfléchit à notre échelle de temps mais la montagne a bel et bien un cycle de vie qui s’étend sur des centaines de millions d’années. On y parle des différentes couches de matériaux, de plaques tectoniques qui bougent engendrant compression (chaînes de montagnes), extension, ou collision et de phénomènes d’érosion.

montagne1

Alors pour mieux comprendre, une petite manip. avec des matériaux pulvérulents de différentes couleurs empilés et on simule la compression : la chaîne de montagne apparaît.

montagne2

Du côté du changement climatique : le cycle du carbone

C’est un stand du PC2A (Laboratoire de Physico-Chimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère de l’Université de Lille 1) que nous retrouvons plusieurs informations sur la recherche en combustion visant à réduire les gaz à effet de serre et à lutter contre le changement climatique.
Alors cap sur les flammes de la combustion !

flammesL’une des solutions présentées ici se focalisent sur de nouveaux carburants, alternatives aux combustibles fossiles : les carburants issus de la végétation ou de la biomasse (les biocarburants).
Alors des démonstrations de stabilisation de flamme issue de la combustion d’une huile végétale ou de paraffine (bougie) nous sont présentées.

flamme2

Les émissions de CO2 sont caractérisées par bullage dans de l’eau de chaux qui se trouble (car CaO (la chaux) + CO==> CaCO : des grains de calcaire ou carbonate de calcium peu solubles) et les émissions issues de la flamme sont analysées par un petit spectrophotomètre.

A part cela, quoi de neuf dans les labos étudiant la combustion ?
Et bien, les recherches vont bon train sur l’étude de la combustion notamment pour optimiser les nouvelles technologies des moteurs automobiles (moteurs HCCI, allumage par auto-inflammation et PPCI, allumage par compression). Comment obtenir une combustion efficace tout en limitant les émissions polluantes (notamment les oxydes d’azote NOx) à leur plus bas niveau ? Le rêve de tous les constructeurs, me semble-t-il. Pour y parvenir, il faut parvenir à comprendre les mécanismes complexes de la combustion [2] à savoir :
– appréhender une multitude de réactions chimiques d’oxydation imbriquées avec des tas de molécules intermédiaires,
– expliquer les chemins réactionnels,
– comprendre la cinétique et l’influence de chacun des produits intermédiaires qui dépendent de nombreux paramètres (pression, température, présence de radicaux, richesse du mélange). Ceux-ci, pour la plupart, varient selon l’étape de la combustion et sont liés entre eux.
Sachant que ces mécanismes diffèrent selon le type de carburant par le biais de leur structure chimique, les recherches doivent passer en revue un certain nombre de molécules et étudier la façon dont elles se comportent lors de la combustion.
A l’heure où tous les regards se portent vers les biocarburants (2e génération), pour s’éloigner des combustibles fossiles, un autre axe de recherche de l’unité PC2A concerne donc ces nouveaux combustibles sur lesquels les connaissances sont moins avancées. La molécule en ligne de mire est l’acide lévulinique issue de la cellulose et hémicellulose de la biomasse (à condition d’utiliser le bon procédé) : elle permet de synthétiser différentes molécules organiques, utilisables comme biocarburants ou additifs au gasoil ou au biodiesel.
Avant de les voir utilisés dans nos futurs véhicules, il s’agit de comprendre le comportement de ces nouveaux carburants durant toutes les étapes de la combustion dans les moteurs (allumage, développement et terminaison de la combustion) : cela passe par des études sur les réactions mises en jeu [3], les intermédiaires et leurs interactions selon différents paramètres (température, pression).

Le cycle de vie après la mort
Et oui, après la mort (un sujet sur lequel je m’étais penchée ici), la vie « reprend le dessus » sous une autre forme : tout un écosystème se construit autour du cadavre en décomposition. Ce sont les travaux des équipes de l’unité de Taphonomie Médico-Légale de Lille, Université de Lille 2, qui se focalisent sur les insectes nécrophages agissant sur la décomposition des tissus mous. Ces équipes travaillent également sur la dégradation des os.

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La dégradation des tissus mous
Pour captiver l’œil du public, un crâne d’oiseau en cours de squelettisation était observable ainsi qu’une jolie collection d’insectes exploitant les ressources des cadavres.

crane_oiseau

Alors quelques petites explications rapides sur le sujet.
On a tous en tête les mouches qui tournent autour d’un cadavre. Mais saviez-vous que les mouches dont la Lucilia sericata pour la plus répandue (son nom vernaculaire est un peu plus connu ;-)) peuvent repérer, grâce à leur système olfactif très développé, les odeurs d’un corps mort à plusieurs centaines de mètres et ce, dès les premières heures après le décès ? Saviez-vous que les femelles y pondent assidûment (jusqu’à une centaine par femelle) et que ce sont les larves qui se nourrissent des chairs ? Une fois rassasiées, elle se transforment en pupes d’où sortira la nouvelle génération de mouches.

cadavre

Source : Revue Espèces N°5 – Septembre 2012 [4]

Parmi les autres insectes nécrophages, il y a aussi les hyménoptères dont les fourmis et guêpes attirées par les œufs et les larves dont elles se repaissent.Nous trouvons aussi les coléoptères tels que les scarabées et les dermestes (mangeurs de peau) en fin de processus de décomposition.

Ce genre d’études ouvre plusieurs voies de recherche : à la fois sur les problématiques de datation d’un décès (celle-ci repose sur la détermination de l’âge des insectes présents sur le cadavre), et sur l’adaptation des insectes qui se nourrissent de cadavres (les larves ont des caractéristiques bien spécifiques, pour tirer au mieux profit de cet environnement particulier).

La dégradation des tissus durs
Après les chairs, place aux os. La dégradation des tissus durs est beaucoup plus lente et passe par la dégradation d’une phase lipidique organique, la dégradation du collagène (élément structurant des os) et la dégradation de la partie minérale (constitué en grande partie d’hydroxyapatite) qui conduira à enrichir le sol en calcium et en phosphore (forme phosphates).
Tout cela va dépendre de l’environnement notamment des bactéries présentes, du sol, du degré d’enfouissement, des insectes, du climat … [5]. Outre des conclusions à visée médico-légale, pourront émerger de ce type de travaux, des résultats dans les domaines de l’archéologie et l’anthropologie .

paleo

Photo, fête de la science année 2015

Voilà, c’est tout pour cette année… La présentation ne rend compte que des stands sur lesquels j’ai pu me pencher. Il y en avait encore plein d’autres 😉

Références :
1- Hardwick L., Philpott A., « An oncologist’s friend : How Xenopus contributes to cancer research », Developmental Biology, Vol 408, pp 180-187, 2015

2- G. Vanhove et al., A comparative experimental kinetic study of spontaneous and plasma-assisted cool flames in a rapid compression machine, Proceedings of the Combustion Institute (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.proci.2016.09.007

3- G. Vanhove et al., « Experimental Study of Tetrahydrofuran Oxidation and Ignition in Low-Temperature Conditions « , Energy Fuels , Vol 29, 6118−6125, 2015

4- Aubernon C., Boulay J., Charabidge D., Gosselin M., « Quand l’entomologiste devient expert : les insectes nécrophages et la datation du décès »,  Dossier Médecine légale, Espèces N°5, 2012

5- Pokines, James T, « Taphonomic Alterations to Terrestrial Surface-Deposited Human Osseous », Journal of Forensic Identification; Vol 66, 1; ProQuest Social Sciences Premium Collection pg. 59, 2016

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