Régulation de la chaleur chez la fourmi argentée

La fourmi argentée Cataglyphis bombycina vit dans les déserts torrides du Sahara et de la péninsule arabique. Les ouvrières quittent le nid à la recherche de nourriture aux heures les plus chaudes de la journée, lorsque la température moyenne de l'air atteint 50°C et celle du sol 70°C. De telles conditions sont hostiles pour toute forme de vie. Une étude réalisée par Quentin Willot et Serge Aron du service Evolution biologique et Ecologie (Faculté des Sciences), en collaboration avec l'Université de Namur, a permis de mettre en évidence certains des mécanismes adaptatifs permettant aux fourmis de résister à de telles contraintes de température.

En combinant des analyses en microscopie électronique, en physique optique et en dynamique de réchauffement, leurs travaux montrent que les fourmis sont couvertes de poils dont la section est de forme triangulaire. Ces poils sont séparés de la cuticule des fourmis par une fine couche d'air. Chaque poil fonctionne alors comme un prisme triangulaire qui renvoie les rayons solaires selon un phénomène optique appelé « réflexion totale interne ». Après être entrée dans un poil, la lumière est réfléchie sur la face basale du poil de sorte que l'énergie du rayonnement solaire n'atteint pas l'insecte. Il s'agit du même phénomène optique que celui piégeant la lumière dans une fibre optique, largement utilisée dans nos télécommunications modernes.

Ce phénomène physique crée un effet miroir, à l'origine de la couleur argentée caractéristique de cette espèce de fourmis. Simultanément, il permet de limiter considérablement la surchauffe des individus exposés aux températures extrêmes de leur milieu. Pour en arriver à ces conclusions, les auteurs ont comparés la lumière réfléchie etla vitesse de réchauffement de fourmis avec poils et de fourmis sans poils (rasées). Les résultats montrent que les individus contrôles (avec poils) renvoient dix fois plus de lumière que les individus glabres. Parallèlement, l'introduction d'une microsonde dans le rectum des fourmis révèle que les individus poilus économisent un gain de température de l'ordre de 2°C lorsqu'ils sont exposés à la lumière émise par le soleil du Sahara.

Il s'agit de la première démonstration d'un processus de réflexion totale interne dans la coloration d'un animal, et d'une protection contre le rayonnement solaire de son habitat naturel. Les résultats de cette étude sont détaillés dans la revue PLOS ONE.

Willot Q, Simonis P, Vigneron J-P, Aron S (2016) Total Internal Reflection Accounts for the Bright Color of the Saharan Silver Ant. PLoS ONE 11 (4): e0152325. doi:10.1371/journal.pone.0152325.


SAMMSON : un marqueur des mélanomes

Un bel exemple de collaboration entre l'UGent, la VIB/KU Leuven et l'ULB a permis une percée importante dans la recherche sur le mélanome, la forme la plus agressive du cancer de la peau. L'équipe du professeur Jean-Christophe Marine (VIB/KU Leuven), en collaboration avec les équipes des professeurs Pieter Mestdagh (UGent) et Denis Lafontaine (ULB), a découvert un lien remarquable entre le mélanome et un gène atypique dénommé SAMMSON. Ce gène est en effet capital pour la croissance des ces cancers de la peau. Cette étude permettra à terme d'améliorer le diagnostic et le traitement des mélanomes. Les résultats des recherches ont été publiés dans l'éminente revue scientifique Nature.

Le gène SAMMSON fait partie de ce que l'on appelait autrefois l' « ADN poubelle » parce que n'ayant, pensait-on, aucune fonction biologique particulière. Des études récentes ont toutefois démontré que cette partie du génome produit des molécules d'ARN non codant et que ces ARNs peuvent en réalité jouer un rôle important dans des processus biologiques et des maladies tel que le cancer. C'est précisément sur ce sujet que les équipes des professeurs Marine et Mestdagh se penchent depuis quelques années.

Screenings à grande échelle

Dans le cadre d'une étude de grande envergure, le groupe du professeur Jean-Christophe Marine (VIB/KU Leuven) a collaboré avec l'équipe Pédiatrie et Génétique de l'UGent. L'objectif : découvrir le lien entre le développement du cancer de la peau et les longs ARNs non codant (lncRNA), une forme spécifique de ces ARNs si particuliers. Sous la conduite du professeur Pieter Mestdagh, l'équipe de l'UGent a montré que l'ARN SAMMSON est exprimé exclusivement dans des cultures de cellules de mélanomes.

Pieter Mestdagh (UGent) : « En mesurant l'expression de lncRNAs dans un grand nombre de cultures de cellules cancéreuses nous avons identifié un lncRNA très spécifiquement présent dans les cultures de mélanomes. De plus, ce lncRNA, baptisé SAMMSON, n'était ni présent dans les mélanocytes, les cellules pigmentaires normales de la peau, ni dans d'autres tissus normaux..»

L'équipe VIB/KU Leuven a ensuite confirmé que le gène SAMMSON était bel et bien présent dans pas moins de 90 % des mélanomes humains. Par contre il n'était pas détecté dans les lésions pigmentaires bénignes, comme les grains de beauté.

Une dépendance étonnante

Outre la présence du gène SAMMSON, les scientifiques de VIB/KULeuven ont également découvert une dépendance étonnante des cellules des mélanomes par rapport à ce gène. S'ils réduisaient la présence du gène, les cellules cancéreuses mouraient de manière rapide et massive et ce, dans chaque type de mélanome. L'équipe du professeur Marine, en collaboration avec l'équipe du professeur Denis Lafontaine (ULB), a ensuite mis à jour le mode d'action de SAMMSON. Ensemble ils ont démontré que SAMMSON est nécessaire au bon fonctionnement des mitochondries, les centrales énergétiques de la cellule.

Jean-Christophe Marine (VIB/KU Leuven) : « Le gène SAMMSON s'avère jouer un rôle important dans le fonctionnement des mitochondries. Une thérapie dans laquelle on inactiverait le gène permettrait de réduire la production d'énergie dans les cellules des mélanomes, de sorte que celles-ci finiraient par mourir. De plus, cette thérapie aurait peu de chances d'endommager les cellules saines des patients, car le gène SAMMSON n'y est pas exprimé. »

Nature 531, 518–522 (March 2016)
Melanoma addiction to the long non-coding RNA SAMMSON


Prix Olbrechts-Tyteca attribué à Mitia Duerinckx

Lorsque l'on discute de systèmes politiques ou économiques, les débats prennent invariablement une tournure idéologique empreinte de subjectivité. On peut s'interroger sur la possibilité de fonder une théorie objective modélisant toutes les formes de sociétés humaines, et d'en tirer des conclusions universelles, indépendantes de toute idéologie ou jugement personnel.

C'est cette question qu'ont abordée Mitia Duerinckx et Thomas Bruss du Département de Mathématique, Faculté des Sciences: ils ont introduit un nouveau type de processus de branchement (appelé « resource-dependent branching process »), où les individus doivent produire des ressources afin d'assurer la survie de leur descendants, et ont défini au sein de ce modèle une notion de « politique économique ». Dans un article paru en 2015 dans Annals of Applied Probability, Mitia Duerinckx et Thomas Bruss ont donné la première définition générale et la première étude probabiliste de ces processus, culminant avec notamment leur « théorème de l'enveloppe » qui en précise la structure. Même si le lien précis aux sociétés réelles reste pour le moment plutôt théorique, les chercheurs sont persuadés que cette nouvelle sorte de processus aura un rôle précieux à jouer dans l'étude des sociétés humaines.

Début mars, cet article a été récompensés par le prix du Fonds Olbrechts-Tyteca, un prix attribué chaque année par le Département de Mathématiques de l'ULB, récompensant le meilleur travail de recherche en statistique, probabilités, recherche opérationnelle, ou sciences actuarielles, réalisé par un jeune diplômé de l'ULB ayant obtenu son diplôme de master ou de doctorat depuis moins de cinq années.

L'ensemble de l'article sur le théorème de Bruss-Duerinckx est à découvrir ici.


Course at Xiamen University, China

February 22 to April 15 2016

Cyril Gueydan and Véronique Kruys went to Xiamen University in China to teach the course of "Mammalian Genetics and its applications" to 18 talented Chinese students of the Beutler Institute.

The Beutler Institute has been established and named in honor of Dr. Bruce Beutler, 2011 Nobel Prize winner in Physiology or Medicine. The Institute is located in Xiang'an campus of Xiamen University. It is affiliated with the Innovation Center for Cell Signaling Network, jointly established by Xiamen University, Zhejiang University, University of Science and Technology of China, Institute of Biochemistry and Cell Biology of Chinese Academy of Science and WuXi AppTec. Committed to the cultivation of outstanding talents in the field of life sciences, the Institute serves as a unique platform which offers unparalleled opportunities for promising students and prepares them for future achievements.


Cybersecurity Challenge, 3 étudiants de l'ULB lauréats

Un important concours sur le thème de la cybersécurité a rassemblé les 8, 9 et 17 mars dernier près de 300 étudiants provenant de toutes les universités belges francophones et néerlandophones (https://www.cybersecuritychallenge.be).

Le concours a été remporté par une équipe composée de trois étudiants de l'ULB (Charles Hubain, Romain Fontaine et Nikita Marchant) et d'un étudiant de la Haute Ecole Economique et Technique. Ces étudiants sont de plus membres du hackerspace de l'ULB (https://urlab.be).

Lors de ce concours, les étudiants sont invités à résoudre des problèmes complexes basés sur la cryptographie, la rétro-ingénierie, la sécurité des réseaux et des communications, les applications web et mobiles, ...

Toutes nos félicitations aux brillants lauréats !

 

Clin d'oeil

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  • Les activités de l'Expérimentarium de Physique