• Feu sur la galaxie

Depuis que l'on sait que les trous noirs trônent au centre des galaxies, les exemples se sont multipliés de l'influence de ces astres sombres sur la galaxie qui les abrite, mais aussi sur leur environnement plus lointain. Au point que des astronomes commencent à comprendre le rôle des trous noirs dans le processus d'évolution des galaxies. Plus étonnant encore, un seul trou noir supermassif peut agir sur un amas de galaxies tout entier. Une nouvelle image du satellite X Chandra dévoile un jet produit par un trou noir supermassif et qui entre en collision avec une autre galaxie. Une première qui va permettre de mieux comprendre ce rôle majeur des trous noirs dans l'Univers.
















Comment les trous noirs peuvent-ils jouer un tel rôle. Après tout, ils sont tout petits comparativement à une galaxie :  un trou noir supermassif, même d'un milliard de fois la masse du Soleil, est des milliards de fois plus petite que la galaxie qui l'héberge. C'est qu'un trou noir, c'est du concentré de gravitation. Une gravitation colossale qui accélère la matière qui passe portée du trou noir et qui finit par tomber dedans à des vitesses proches de celle de la lumière. Dans cette machine puissante, il arrive que la matière qui tombe sur le trou  noir soit détournée et qu'une partie soit éjectée en deux jets de particules.

De puissants jets qui creusent des cavités dans le gaz des galaxies qui les abritent. Parfois, ces jets sortent de leur galaxie et vont chatouiller les galaxies voisines. C'est un peu plus qu'un chatouillement qu'on découverts les astronomes dans le système 3C321, un système qui contient deux galaxies en orbite l'une autour de l'autre. Les données du satellite X Chandra indiquent que ces deux galaxies contiennent en leur centre un trou noir supermassif. De plus, le trou noir de la plus grosse galaxie émet un de ces jets de particules,  tel qu'on en voit assez souvent émanant de radiogalaxies. Par une coïncidence assez unique, la seconde galaxie se trouve sur le chemin du jet qui la cogne de plein fouet. Ce choc détourne le jet et produit ce beau panache bleuté que l'on voit sur les images.

Les jets émanants de trous noirs sont courants dans l'Univers, mais c'est la première fois que les astronomes ont l'occasion d'étudier en direct les conséquences d'un tel choc sur les flambées de formation d'étoiles. Par ailleurs, si des planètes se trouve sur le chemin du jet, il est probable que toute vie putative y soit éradiquée, car les jets produits par les trous noirs supermassifs transportent des particules de haute énergie, ainsi que du rayonnement X et gamma. Les astronomes ont baptisé cette galaxie "Etoile de la mort", du nom de l'engin de destructeur de planète du film "La guerre des étoiles". Un effet destructeur renforcé par la proximité des deux galaxies : la petite galaxie, celle qui reçoit le jet, ne se trouve qu'à 20 000 années-lumière du trou noir qui est à la source du jet, une distance analogue à celle qui nous sépare du centre de notre propre galaxie.

Une telle puissance destructrice pourrait-elle frapper un jour la Terre? Pas dans l'immédiat, car le trou noir supermassif qui se trouve au centre de notre galaxie (quatre millions de masses solaires sur la balance tout de même) est pour l'instant dans une phase relativement calme. Mais pour peu qu'une collision avec une autre galaxie lui redonne du matériau frais à avaler, l'ogre pourrait se réveiller et tirer une de ces salves destructrices. Pas de raison de s'inquiéter pour autant : cela ne se passera pas avant quelques milliards d'années et le Système solaire ne sera vraisemblablement pas sur le chemin de ce tir de précision...
Philippe Pajot

• Des pattes qui repoussent

Comment  la patte du triton se régénère-t-elle après une amputation ? Une protéine produite par le nerf sectionné joue un rôle clef dans le processus.

La repousse de tout ou partie du corps fait rêver et c’est aussi le terrain de jeu favori des spécialistes de la médecine dite régénérative. Pourrons-nous faire repousser des tissus, voire des organes, endommagés ? Quelques rares vertébrés, tels la salamandre ou le triton, n’ont pas à se poser la question. Quand on leur coupe une patte, elle repousse. Par quel mécanisme? Anoop Kumar et ses collègues, de l’University College de Londres et de l’Institut national de recherche médical à Londres, ont identifié une protéine, nommée nAG et produite par les nerfs, qui permet au membre de se régénérer.

Quand une patte de triton est coupée, un amas de cellules immatures pouvant donner naissance à n’importe quels types de cellules apparaît à l’endroit de l’amputation : c’est le blastème. Les cellules de ce dernier se différencient et se réorganisent pour reformer tous les tissus de la patte, sauf les nerfs qui repoussent indépendamment. Depuis les années 1950, on sait que la régénération des nerfs est nécessaire à celle de la patte. Mais ni les courants électriques engendrés par les nerfs, ni les molécules de communication qu’ils libèrent ne participent à la régénération. Quel est alors le rôle des nerfs ?

La patte du triton ne repousse pas n’importe comment : une amputation au poignet ne redonne qu’une main, une amputation au coude, un avant-bras, etc. Autrement dit, il existe une sorte de mémoire spatiale grâce à laquelle le blastème ne régénère que la partie du membre qui a été supprimée. Ainsi, on a observé récemment qu’une protéine participe à l’« identité » du blastème : cette protéine, Prod 1, est d’autant moins exprimée à la surface des cellules du blastème que ce dernier est éloigné de la base du membre.

Et c’est là qu’intervient la protéine nAG, qui se fixe à Prod 1. Les biologistes londoniens ont montré qu’après l’amputation, les prolongements des neurones du membre, ou axones, se rétractent dans la gaine de myéline qui les entoure, avant de repousser. Cette gaine, qui accélère la propagation des signaux électriques, est formée par les cellules dites de Schwann. C’est à l’endroit où les neurones se rétractent que les cellules de Schwann fabriquent la protéine nAG; au même moment, les cellules du blastème commencent à se diviser. Puis nAG apparaît dans des cellules situées à l’extrémité du blastème. Par ailleurs, l’absence de nerf empêche l’apparition de nAG dans ces deux régions. Et si l’on injecte la protéine nAG dans un membre coupé et dénervé, celui-ci se régénère. En d’autres termes, les neurones sont nécessaires à la synthèse de la protéine nAG, elle-même indispensable à la prolifération des cellules du blastème. Reste à savoir si la protéine nAG est capable de régénérer n’importe quel tissu lésé.
Bénédicte Salthun-Lassalle
Science, vol. 318, pp. 772-777, 2007

• Le stress est sexué

Hommes et femmes ne sont pas égaux face aux maladies. Les hommes sont plus souvent victimes d’infections, de maladies cardiovasculaires et de dépendance aux drogues ou à l’alcool. Les femmes souffrent davantage de maladies chroniques, de dépression et d’anxiété. Les hormones, les gènes et l’environnement joueraient un rôle. Jiongjiong Wang et ses collègues, de l’Université de Pennsylvanie, à Philadelphie, et de l’Université Rockefeller, à New York, ont montré que le stress interviendrait aussi, car le stress des hommes n’est pas le même que celui des femmes.

Ces biologistes ont observé par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle comment le cerveau de 16 femmes et celui de 16 hommes s’activent en réaction à un stress psychologique (les participants devaient réaliser une tâche de calcul mental dans des conditions stressantes). Chez les hommes, le cortex préfrontal droit – qui régule des émotions négatives – s’active davantage, tandis que le cortex orbitofrontal gauche – qui a un rôle inhibiteur – est moins stimulé ; ces réactions sont dues à la libération de l’hormone du stress, le cortisol. En revanche, chez les femmes, c’est le système limbique du cerveau – le cerveau émotionnel – qui s’active, et ce, indépendamment de la concentration en cortisol. En outre, la réaction du cerveau persistait plus longtemps pour les femmes après l’expérience.

Ainsi, les réactions cérébrales au stress des femmes et des hommes sont différentes, mais pour quelles raisons ? Au cours de l’évolution, les hommes auraient réagi face à des situations psychologiquement stressantes en les affrontant ou en fuyant, d’où les modifications de l’activité cérébrale enregistrées. Au contraire, les femmes  auraient contrôlé leur stress de façon émotionnelle en s’occupant de leurs enfants au sein de groupes sociaux. Quoi qu’il en soit, le stress émotionnel des femmes expliquerait pourquoi elles sont plus souvent dépressives et anxieuses que les hommes.
B. S.-L.
Social Cognitive and Affective Neuroscience, vol. 2, pp. 227-239, 2007

• La danse des abeilles au service d’Internet

Une méthode de communication entre les serveurs d’un réseau, inspirée de la danse des abeilles, augmente leur efficacité.

Sans organisation centralisée, les abeilles réalisent des tâches collectives complexes, telle la récolte de pollen. Craig Tovey, de l’Institut de technologie de Géorgie, et Sunil Nakrani, de l’Université d’Oxford, se sont inspirés de leur stratégie de communication pour améliorer l’efficacité des serveurs Internet. Les abeilles et les serveurs sont confrontés à des problèmes similaires. Chaque site Internet est géré par un nombre fini de serveurs qui offrent des ressources informatiques limitées. Lorsque le trafic est trop important, les capacités des serveurs sont dépassées et les utilisateurs forcés de patienter. De même, au sein d’une ruche, il n’y a qu’un nombre limité d’ouvrières qui peuvent aller collecter du pollen, alors que la quantité de pollen disponible varie en permanence.

Comment procèdent les abeilles ? Une abeille qui découvre un champ de fleurs retourne à la ruche, où elle entame une danse pour attirer l’attention des autres ouvrières. La direction de cette danse indique celle de la source de pollen, le nombre de tours traduit sa distance, tandis que la façon dont l’éclaireuse s’agite renseigne sur l’abondance de la récolte potentielle. Sur la base de ces informations, les ouvrières vont collecter le pollen. De retour à la ruche, elles dansent à leur tour pour informer sur l’état du gisement.

Les allers et retours cessent lorsque la danse s’arrête – la source est épuisée –, ou lorsqu’une abeille effectue une dans  indiquant un meilleur champ.Ce système répartit les forces de la ruche sur les sources les plus riches à tout instant. C. Tovey et S. Nakrani ont imité ce mode de fonctionnement en créant une « zone de danse » virtuelle où les différents serveurs d’un réseau échangent des informations sur les tâches à accomplir. Lorsqu’un serveur reçoit une requête d’un site, une alerte est placée sur cet espace commun pour indiquer aux autres serveurs qu’il y a une tâche à effectuer. Plus elle est urgente et potentiellement rentable, plus elle y reste longtemps, et donc plus un grand nombre de serveurs inactifs vont contribuer à sa réalisation. Testée dans des conditions réelles de trafic, cette méthode a augmenté jusqu’à 25 pour cent l’efficacité du réseau.
Philippe Ribeau-Gesippe
Bioinspiration & Biomimetism, vol.2, S182–S197, 2007

• En bref

  
  

• La ceinture tropicale s'élargit

Selon une équipe de climatologues américains menée par Dian Siegel, du NOAA, plusieurs indices montrent que la bande humide et boisée des tropiques s’élargit à cause de l’influence de l’homme sur le climat. Dans son acception astronomique, cette ceinture tropicale est comprise entre les tropiques du Cancer (Nord) et du Capricorne (Sud), dont la position exacte dépend de l’inclinaison de la Terre sur le plan de l’écliptique, et varie d’environ 2,5 degrés de latitude en 40000 ans. Sur le plan climatique, la ceinture tropicale répond à des définitions moins nettes. On peut la définir à partir des précipitations de la mousson, de la vitesse de ses vents ou encore en cartographiant les concentrations d’ozone, puisqu’une différence notable existe entre les valeurs moyennes de ces concentrations dans la ceinture et dans les zones semi-arides. Toutes ces observations convergent pour indiquer un élargissement de la ceinture tropicale de plus de deux degrés de latitude depuis 1980. Pareille évolution pourrait augmenter les précipitations dans certaines régions où l’eau manque, mais aussi rendre complètement arides d’autres régions semi-arides aujourd’hui très peuplées.
François Savatier
Nature Geoscience, prépublication en ligne, 2007

• Libations maliennes

En 1946, l’ethnologue Marcel Griaule recueillait la description de rituels accomplis par les Dogons, au Mali: lors de libations, ils versaient différents liquides sacrificiels (sang, bouillie de mil...) sur des statuettes placées dans les maisons. C’est le seul témoignage dont nous disposons. Est-il fiable? Une équipe de physiciens (C2RMF, CNRS-ICSN et ESRF) l’a confirmé en analysant la patine de plusieurs objets en bois du musée du Quai Branly, à Paris. Grâce à diverses méthodes d’imagerie, ils ont étudié des oeuvres datant du XIe au début du XXe siècle, d’origine Dogon, mais aussi Bamana (une autre ethnie du Mali) et Tellem (chassés par les Dogons au XIVe siècle), et montré que la patine est constituée de multiples couches d’un fluide unique ou d’un mélange de liquides. La croûte résulte bien de libations successives, suffisamment espacées dans le temps pour que le dernier dépôt sèche et que du sable s’y incruste. Ces résultats révèlent une continuité: le même rite est pratiqué par plusieurs ethnies (Dogons et Bamana) et les Dogons l’ont sans doute hérité des Tellem.
Loïc Mangin
Analytical Chemistry, prépublication, 2007

• Un scorpion de plus de deux mètres

Près de Prüm, en Allemagne, une carrière vient de livrer la pince fossilisée d’un Jaekellopterus rhenaniae, c’est-à-dire d’un « scorpion » de mer géant. La longueur de la pince – 46 centimètres – indique que l’animal vivant a pu atteindre 2,5 mètres de long. Il a été retrouvé au sein d’une roche du Dévonien (il y a 417 à 354 millions d’années). Très répandus à cette époque, les scorpions de mer étaient des euryptérides, des arthropodes censés être très proches des ancêtres marins de tous les scorpions actuels et sans doute aussi de tous les arachnides. On ignorait qu’ils pouvaient être aussi grands. Selon les paléontologues, les euryptérides étaient les superprédateurs marins du Dévonien.
F. S.
Biology Letters, à paraître

• Cancers sous contrôle

Catherine Koebel, de l’Université Washington à Saint Louis, et ses collègues ont montré chez la souris que certaines cellules du système immunitaire contrôlent les cellules cancéreuses. Les biologistes ont injecté à des souris une substance cancérogène qui engendre des tumeurs en moins de 230 jours. Chez certaines, la tumeur s’est rapidement développée en cancer; chez d’autres, elle est restée très circonscrite. Chez ces dernières, les lymphocytes T et des cytokines – des molécules de défense qui s’adaptent à leur cible – semblent empêcher le développement de la tumeur, alors bloquée en phase dite d’équilibre; en revanche, d’autres cellules immunitaires, telles les cellules tueuses, ne seraient pas impliquées. On déduit de ces observations que le corps contiendrait des cellules cancéreuses dormantes plus nombreuses qu’on ne le pensait, et maintenues dans cet état par le système immunitaire. Mais on ignore comment s’opère ce contrôle. Ces cellules cancéreuses expriment peut-être des marqueurs particuliers reconnus par le système immunitaire. Dès lors, on s’interroge : pourra-t-on déclencher artificiellement la mise en dormance de n’importe quel cancer ?
B. S.-L.
Nature, en ligne, novembre 2007

• En très bref

  
  

• Gazeuses chaudes

Chauffée à blanc par l’étoile toute proche, l’atmosphère de la planète Osiris s’évapore dans l’espace. Un cas spectaculaire mais isolé, selon Tommi Koskinen, de l’Université de Londres: il a montré que les exoplanètes géantes gazeuses peuvent s’approcher sans danger de leur étoile jusqu’à 29 millions de kilomètres, deux fois plus près que Mercure du Soleil.

• VIH en transit

La PAP, protéine abondante dans le sperme humain, favorise la transmission du SIDA : Frank Kirchhoff et ses collègues, en Allemagne, ont découvert que la PAP forme des fibrilles où se nichent des virus. Le taux de pénétration des virus dans les cellules en serait accru de plusieurs ordres de grandeur.

• Forêts et carbone

Selon Pekka Kauppi, de l’Université d’Helsinki, l’extension des forêts de l’Europe entre 1990 et 2005 a absorbé l’équivalent de 11 pour cent des émissions de carbone de l’Union pour cette période. Il estime que l’impact des forêts européennes sur la réduction des émissions de carbone représentera à terme le double de celui de l’utilisation des énergies renouvelables. Un impact non pris en compte dans le cadre des accords de Kyoto.

• Rassasier les obèses

Une grande partie des personnes obèses devient insensible à la leptine, l’hormone de satiété sécrétée par le tissu adipeux. En se fixant sur son récepteur OB-R, la leptine augmente la dépense énergétique et diminue la prise alimentaire. Des chercheurs français ont restauré la sensibilité à la leptine de souris obèses en augmentant le nombre de récepteurs OB-R. Pour ce faire, ils ont bloqué l’expression d’un gène qui empêche le récepteur OB-R d’être exposé à la surface des cellules.

• La ville des bâtisseurs de Stonehenge retrouvée?

À trois kilomètres du site de Stonehenge, au Sud de l’Angleterre, se trouve l’habitat d’époque mégalithique de Durrington Wall. Parker Pearson, de l’Université de Sheffield, est en train d’y découvrir une maison après l’autre. Il estime qu’il en existait au moins 300 sur ce site. À raison de quatre habitants par maison, l’agglomération, vieille de 5 000 ans, aurait accueilli entre 1 200 et 2 400 personnes : il s’agirait donc d’une grande ville néolithique. P. Pearson met cette taille en relation avec celle des équipes nécessaires pour construire chacun des éléments de Stonehenge, et en conclut que Durrington Wall était probablement la cité des constructeurs du célèbre observatoire mégalithique.

• MicroARNréducteur

Les microARN sont de petits ARN qui contrôlent la production de protéines en s’associant avec les ARN messagers qui les codent. Ils auraient un autre rôle inédit : le microARN miR-328 se lie à une protéine déjà fabriquée et en diminue l’activité. L’équipe américaine qui a obtenu ce résultat a notamment montré que cela favoriserait la maturation des précurseurs des globules blancs. Ainsi, les microARN agissent en amont de la synthèse des protéines, mais aussi en aval.

• Colibacille trompeur

Des chercheurs français (INSERM et Hôpital Bichat) et brésiliens ont montré que les colibacilles responsables des septicémies contournent le système immunitaire pour envahir l’organisme. Quand une bactérie pénètre dans l’organisme, des anticorps la détectent et se lient à d’autres cellules de défense qui « avalent » l’intrus. Or le colibacille se fixe directement à ces cellules – à la place des anticorps – pour empêcher son élimination. Il est alors libre de se diviser toutes les 20 minutes...

Page réalisée par Philippe Pajot avec notre partenaire le magazine Pour La Science.