Voyage au cœur de la recherche et des découvertes (1/2)

Et voilà déjà un an qui s’est écoulé depuis la dernière Fête de la Science (je vous en parlais ici et ).
A Lille, le lancement c’était la semaine dernière le 7 Octobre à la Gare Saint-Sauveur. Fidèles au poste, chercheurs des laboratoires et unités de recherches, d’établissements d’Enseignement Supérieur, d’Organismes de recherche, animateurs, vulgarisateurs et passeurs de sciences d’associations ou de tous horizons se sont donnés rendez-vous  pour faire découvrir les sciences sous un aspect ludique, pédagogique ou artistique (voire tout cela en même temps) sur le thème du « Voyage ».

 

Qu’entend-on par voyage ? Tout ce qui concerne le mouvement, le territoire, la migration ce qui peut toucher de nombreux pans de la Science ! Un sacré programme, dont voici un petit aperçu.

Avant toutes choses, je pense que le public ne pouvait pas passer à côté des chouettes images qui parsemaient l’exposition ! Comment ne pas être sensible à la beauté de la science, soit par les puissants outils sur lesquels elle s’appuie, soit par les mécanismes de la Vie qu’elle permet de comprendre et tout cela est palpable notamment aux travers de magnifiques clichés pris au MEB ou à la loupe binoculaire. En voici un premier exemple…

Grains de pollen observés en microscopie électronique à balayage (MEB). CNRS Images

Mais parfois, l’imbrication Art et Sciences est poussée assez loin. L’Inserm accueille les visiteurs par une exposition conçue par ses soins et itinérante depuis environ 10 ans. Un magnifique voyage au « pays des rêves et du savoir » nous est présenté : il se déroule au cœur du vivant observé au microscope (sur la base d’une banque d’images de l’INSERM) et repose sur des images insérées au sein de gravures anciennes illustrant des oeuvres de Jules Verne avec un fil conducteur (un texte écrit par Bernard Werber).
On est donc bien ici aux confins de la Science, l’Art et la littérature. On admire, on se penche et on découvre des détails incroyables sur des processus naturels ou des dérives en cas de maladies.

l’Inserm présente l’exposition itinérante « Science Fiction _ Voyage au cœur du vivant »

Voici quelques uns des nombreux clichés exposés.
Tout d’abord un drôle de champignon… microscopique, Aspergillus fumigatus qui pose problème chez les personnes au système immunitaire affaibli.

Champignon microscopique Aspergillus fumigatus inséré dans une gravure « Voyage au centre de la Terre »

Pensiez-vous que les os étaient de morphologie compacte ? En réalité, deux structures différentes les composent : l’os compact (ou os cortical) et l’os spongieux formé d’un réseau de travées. Ce dernier offre une bonne résistance à l’écrasement, ressemble à une éponge et constitue un vrai labyrinthe : il sera par contre, plus touché par l’ostéoporose.

Os spongieux dans « Voyage au Centre de la Terre »

Et puis, on évoque les biomatériaux. Réussir le développement d’un biomatériau passe par l’étude de sa colonisation par les cellules de l’hôte afin que l’intégration dans l’organisme où il sera implanté soit optimale. Dans le cas d’un biomatériau au sein d’un os, on recherche l’ostéo-intégration. Ici des calcosphérites (cristaux de phosphates de calcium) se développement et voyagent à la surface d’un biomatériau.

Des calcosphérites à la surface d’un biomatériau.

Retrouvez la chaîne YouTube de l’INSERM ici.
Bref, tout cela donne envie d’aller plus loin, de plonger dans la science pour en savoir plus : que se passe-t-il au sein de nos propres corps ? Pour cela, partons à la découverte du voyage moléculaire au plus profond de nos cellules : tout cela relève d’une organisation complexe. Certaines équipes ont fait preuve d’ingéniosité pour capter l’attention des plus jeunes ou des néophytes et faire passer quelques informations clé.

On peut découvrir les différentes organites présents dans la cellule grâce à une belle maquette présentée par les chercheurs de Génomique Intégrative et modélisation des maladies métaboliques (CNRS- UMR8199). Le stand propose également l’expérience d’extraction de la molécule d’ADN à partir de la banane.

Modèle de la cellule à noyau et ses différents compartiments.

Ainsi, au sein des cellules des protéines voyagent, se modifient, se recombinent, et entrent en action… C’est par le biais d’un circuit ferroviaire avec voies de cheminement, intersections, gare centrale, gare de tri, petits wagons et leur chargement que chacun peut mieux appréhender l’enchaînement de processus et le déclenchement de maladies lorsqu’un des maillons est défaillant. C’est sur le stand de l’UGSF consacré à la glycobiologie autour de chercheurs de l’université de Lille 1 et CNRS (UMR 8576) que se trouvait cette belle installation.


C’est donc le moment  de refaire le point sur ce qu’est un reticulum endoplasmique : un sous-compartiment collé à la membrane externe du noyau et qui permet de synthétiser des protéines et assurer leur transport vers l’appareil de Golgi.
L’appareil de Golgi, quant à lui, est une machinerie permettant le tri de molécules ou leur modification. Il fabrique aussi des vésicules (par ex. pour le transport des molécules au sein de la cellule). En sortie, les composants sont excrétés vers l’extérieur de la cellule ou repartent vers le noyau ou sont dégradés via les lysosomes.
Les lysosomes ont une fonction de nettoyage via leur capacité de digestion grâce à leurs enzymes.

Le transport des différentes molécules d’un organite à l’autre ou vers l’extérieur se fait grâce aux « rails ». Ce sont les microtubules : des fibres creuses dynamiques issues d’une polymérisation qui s’allongent d’un côté et se fragmentent de l’autre (elles ont grosso modo une longueur constante). Ce réseau de microtubules s’organise à partir d’un compartiment central dans la cellule (le centrosome) et se déploie jusqu’aux frontières de la cellules. Leur rôle est donc de guider les vésicules, molécules ou chromosomes (lors de la division cellulaire) qui doivent être transportés pour le bon déroulement du cycle cellulaire.
Et le train dans l’histoire ? C’est le rôle joué par les protéines motrices telles que la kinésine qui s’associe aux microtubules et à un vésicule à transporter et « avance » : vous savez la protéine qui « marche »…
Plusieurs pathologies sont associées aux microtubules dont la maladie d’Alzheimer (la protéine Tau est en effet associée aux microtubules pour « structurer » le réseau). Et certains médicaments anti-cancéreux ont pour cible ces microtubules : en bloquant le transport des chromosomes, la division cellulaire est stoppée et la tumeur cesse sont développement).
Une vidéo présentée sur le stand, synthétise cette belle machinerie et plus encore.

Un autre protéine d’intérêt présentée ici est la GFP (Green Fluorescent Protein) : une protéine fluorescente verte (issue d’une certaine espèce de méduse). Elle adopte cette forme particulière de tonneau et devient fluorescente lorsqu’elle est excitée (elle réemet de la lumière d’une certaine « couleur » après avoir reçu de l’énergie). On peut donc l’utiliser comme marqueur : en la fusionnant avec une protéine cible (qu’on cherche à étudier), on peut alors « repérer » les cellules porteuses de cette protéine d’intérêt et les mécanismes intracellulaires qui la concernent. La découverte de la molécule a d’ailleurs donné lieu à un prix Nobel de Chimie en 2008.

Modèle de la protéine GFP, impression 3D présenté au village des Sciences

Un peu plus loin sur le stand de l’unité de glycobiologie, on observe à la loupe binoculaire des cellules de pomme de terre, parce que ce tubercule « réserve d’énergie » pour la plante est riche en sucres stockés sous forme d’amidon … Puis on rape, on broie et on isole « l’amidon » : macromolécule de d’unité « glucose » mise en évidence par l’iode (un complexe amidon-diiode se forme et apparaît de couleur brune). Voici les belles images obtenues.

Amidon de pomme de terre au microscope

Bon tout cela pourquoi ? Pour fabriquer du bioplastique pardi !
On y reviendra…

Je vous donne rendez-vous ICI, pour la visite d’autres stands tout aussi passionnants !

Pour en savoir plus :
– sur la protéine GFP : voir ce post sur Science Etonnante
– de jolies applications de GFP : voir ce post sur SSAFT

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