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DE LA PLURIPOTENCE À LA TOTIPOTENCE

 

Paris, 3 août 2015
De la pluripotence à la totipotence

Alors qu'il est déjà possible d'obtenir in vitro des cellules pluripotentes (capables de générer tous les tissus d'un organisme) à partir de n'importe quelle cellule, les chercheurs de l'équipe de Maria-Elena Torres Padilla, directrice de recherche Inserm au sein de l'IGBMC (CNRS/Université de Strasbourg/Inserm) à Strasbourg sont parvenus pour la première fois à obtenir des cellules dites totipotentes, ayant les mêmes caractéristiques que celles des tous premiers stades embryonnaires, des cellules aux propriétés encore plus intéressantes. Ces résultats obtenus en collaboration avec Juanma Vaquerizas, du Max Planck Institute (Münster, Allemagne) sont publiés le 3 août dans la revue Nature Structural & Molecular Biology.
Télécharger le communiqué de presse : CP totipotence
Références :
Early embryonic-like cells are induced by down-regulation of replication-dependent chromatin assembly, Takashi Ishiuchi, Rocio Enriquez-Gasca, Eiji Mizutani, Ana Bošković, Celine Ziegler-Birling, Diego Rodriguez-Terrones, Teruhiko Wakayama, Juan M. Vaquerizas & Maria-Elena Torres-Padilla. Nature Structural & Molecular Biology, 3 août 2015. Consulter le site web

 

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PLASTICITÉ DE LA CROISSANCE

 


Paris, 28 juillet 2015
Le développement des Pygmées révèle l'importance de la plasticité de la croissance dans l'évolution humaine

Si la stature des Pygmées est adaptée à la forêt tropicale, les mécanismes de leur croissance sont mal connus. Une équipe de chercheurs du CNRS, de l'IRD et de l'UPMC1 a étudié, pour décrypter ces mécanismes de croissance, un groupe de pygmées Baka, au Cameroun. Leurs résultats montrent qu'ils grandissent à un rythme complètement différent d'un autre groupe pygmée, malgré une taille adulte similaire, ce qui implique que la petite taille est apparue indépendamment dans les deux ensembles. Ces travaux sont publiés le 28 juillet 2015 dans Nature Communications.
La taille des Pygmées intrigue les Occidentaux depuis leur première rencontre en 1865. Ce peuple est en réalité composé de plusieurs ethnies, regroupées en deux grands ensembles. Le premier s'étend dans des pays à l'ouest de l'Afrique équatoriale (Congo, Cameroun, Gabon, République Centrafricaine, République Démocratique du Congo), tandis que le second se situe à l'est, au nord-est de la RDC et au Rwanda. Ils vivent tous dans la forêt, en relation avec des agriculteurs bantous.

Si les Pygmées tirent leur petite taille de la génétique, les chercheurs manquaient jusque-là de données fiables sur leur âge pour analyser leur croissance. Grâce aux registres de la mission catholique de Moange-le-Bosquet, au Cameroun, 500 membres de l'ethnie Baka ont pu être étudiés pendant huit ans ce qui a permis d'établir les premières courbes de croissance pour des Pygmées.

Les chercheurs ont montré que si les Baka viennent au monde avec des mensurations standards, leur croissance est fortement ralentie jusqu'à l'âge de trois ans. Leur courbe de croissance suit ensuite en parallèle les standards mondiaux, avec une poussée de croissance à l'adolescence et une taille adulte atteinte en moyenne au même moment que le reste de la planète. Ils ne rattrapent cependant jamais leur retard. De leur côté, les Pygmées de l'est naissent avec une taille réduite. Leur petite stature est donc issue des processus de croissance différents des Baka.

La morphologie pygmée de ces populations découle donc de deux mécanismes différents, qui pourraient être liés à un déséquilibre entre l'hormone de croissance et les deux hormones IGF2, et qui leur ont permis de s'adapter à la forêt équatoriale. On parle alors de convergence évolutive.

Ces groupes de Pygmées se seraient séparés il y a entre 8000 et 13 000 ans, ce qui montre que la croissance humaine peut évoluer en relativement peu de temps. Cette plasticité de la croissance a pu jouer un rôle déterminant dans l'expansion d'Homo sapiens en dehors de l'Afrique, en lui permettant de s'adapter rapidement à de nouveaux environnements.

Ces résultats soulignent en outre qu'il faut multiplier les études longitudinales, c'est-à-dire qui suivent les individus dans le temps, pour améliorer les études en génétique et en endocrinologie nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes de croissance chez les Pygmées, mais aussi dans le reste de la population mondiale, chez qui ils sont également mal connus. Les chercheurs souhaitent désormais déterminer les processus endocrinologiques qui entrainent le ralentissement de la croissance pendant la petite enfance des Baka en identifiant les hormones et les structures cellulaires responsables de cette croissance particulière, en ciblant les gènes qui en sont à la base et en les comparant avec ceux des Pygmées de l'est.


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CYANOBACTÉRIES ...

 

Paris, 26 juin 2015
Photoprotection chez les cyanobactéries : le mécanisme qui les fait changer de couleur

Si elles utilisent la lumière comme source d'énergie au cours de la photosynthèse, les cyanobactéries doivent aussi s'en protéger lorsque celle-ci devient trop intense. Dans le cadre d'une collaboration internationale, des chercheurs de l'Inra, du CEA et du CNRS révèlent un mécanisme unique de photoprotection basé sur le déplacement et le changement de couleur d'un pigment. Publiés dans la revue Science le 26 juin 2015, ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives pour la biologie de synthèse et pour la production de biomolécules d'intérêt industriel grâce à l'utilisation optimisée des cyanobactéries.
Télécharger le communiqué de presse : photoprotection des cyanobacteries


Références :
A 12 Å carotenoid translocation in a photoswitch associated with cyanobacterial photoprotection. Ryan L. Leverenz, Markus Sutter, Adjélé Wilson, Sayan Gupta, Adrien Thurotte, Céline Bourcier de Carbon, Christopher J. Petzold, Corie Ralston, François Perreau, Diana Kirilovsky et Cheryl A. Kerfeld – Science, 26 juin 2015

 

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CERVEAU ET PRISE DE DÉCISION

 

Paris, 22 septembre 2015
La prise de décision implique une zone du cerveau jusqu'à présent méconnue

Face à un changement dans notre environnement, il faut prendre des décisions adaptées. Et c'est le cortex préfrontal qui intervient en général. De manière inattendue, des scientifiques de l'Institut de neurosciences cognitives et intégratives d'Aquitaine (INCIA, CNRS/Université de Bordeaux) ont découvert qu'une zone du cerveau située dans le thalamus joue également un rôle capital dans la mise en œuvre de telles aptitudes évoluées. Menés chez le rat, ces travaux sont publiés le 23 septembre 2015 dans The Journal of Neuroscience.
Prendre des décisions adaptées en vue de subvenir à ses besoins est une nécessité pour tous les organismes vivants. En particulier, la capacité à prendre en compte les modifications soudaines dans  l'environnement représente un enjeu important pour la survie des espèces. De telles prises de décision sont considérées comme des fonctions cognitives évoluées. Elles font intervenir le cortex préfrontal, une structure cérébrale parmi les plus développées et connue pour assurer les processus décisionnels.

L'équipe « Décision et adaptation » à l'INCIA s'est d'abord intéressée aux zones du cerveau connectées au cortex préfrontal. Par une technique de marquage, elle a mis en évidence une région particulière, le thalamus submédian, au rôle fonctionnel inconnu, qui est fortement connectée au cortex préfrontal.

Les scientifiques ont par la suite testé le rôle de ces deux structures cérébrales, thalamus submédian et cortex préfrontal, dans la prise de décision et l'adaptation à l'environnement. Pour cela, ils ont considéré trois groupes de rats : le premier présentant des lésions du cortex préfrontal, le deuxième au niveau du thalamus submédian, et le troisième regroupant des rats témoins sans lésion. Il s'agit de tester leur capacité à établir un lien entre un son et l'obtention d'une récompense alimentaire.

L'expérience s'est déroulée en deux étapes (voir schéma ci-dessous). La phase d'apprentissage d'abord a permis aux animaux d'apprendre que deux sons différents (S1 et S2) prédisent chacun la survenue d'une récompense alimentaire spécifique. Les trois groupes d'animaux visitent donc la mangeoire dès qu'un signal auditif est perçu. Les lésions n'empêchent pas les animaux d'apprendre qu'un stimulus auditif prédit l'obtention de la récompense. Lors de la deuxième étape, la procédure reste inchangée pour le premier son, mais pour le son S2, les chercheurs ont distribué des récompenses alimentaires durant et surtout en dehors des périodes sonores. Ce son perd donc sa valeur prédictive et un animal sans lésion en vient à négliger ce stimulus auditif S2 pour ne venir à la mangeoire que lorsqu'il entend le son S1. En revanche, les animaux présentant une lésion que ce soit au niveau du cortex préfrontal ou du thalamus submédian se montrent incapables de faire une telle distinction, et donc, de s'adapter.

Cette étude permet d'identifier l'existence d'un circuit entre le thalamus et le cortex qui s'avère primordial dans la prise de décision adaptée à l'environnement. L'originalité de cette découverte provient du rôle fondamental que les chercheurs attribuent au thalamus submédian, une structure jusqu'à présent ignorée dans le domaine des comportements adaptatifs. Ce résultat suggère que de nombreux circuits fonctionnels sous-tendant ce type de comportement impliqueraient une contribution du thalamus. Les chercheurs comptent poursuivre l'exploration de ces circuits « thalamocorticaux » dont la compréhension pourrait améliorer notre connaissance de nombreuses pathologies, comme la schizophrénie ou encore l'addiction.

 

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