Oxydation des minéraux par les champignons mycorhiziens

Mardi le 24-05-2016

Les mycorhizes sont des symbioses entre les champignons et les racines des plantes. Comment cette association fonctionne-t-elle? Le mycélium, qui est en fait un vaste réseau de filaments microscopiques, bénéficie de l'énergie produite par la plante lors de la photosynthèse et, en retour, il fournit des nutriments comme le P, K, Fe ou le Mg indispensables au métabolisme et à la croissance de la plante. On rencontre ces associations symbiotiques dans tous types de sol et avec plus de 80% des plantes et, depuis déjà quelques années, elles suscitent un intérêt croissant en agroécologie car elles pourraient limiter l'usage de fertilisants. Pourtant, les mécanismes fondamentaux de la mobilisation par le mycélium des nutriments notamment contenus dans les minéraux du sol sont encore très méconnus.

Steeve Bonneville (Biogéochimie et Modélisation du Système Terre - BGéOsys), en collaboration avec le Prof. Benning de l'Université de Leeds (UK) a montré, dans une étude interdisciplinaire, que l'oxydation par les mycorhizes du Fe(II) présent dans la structure des minéraux est cruciale dans le processus de mobilisation des nutriments. Pour réaliser leur expériences, les chercheurs ont utilisé un dispositif qui permet la formation in vitro de symbiose entre un champignon Paxillus involutus (Paxille enroulé) et les racines de Pinus sylvestris (Pin sylvestre) en présence de fragments de biotite - un mica, source de K, Fe et Mg dans les sols.

Dans cet article de la revue Environmental Science & Technology, les travaux se sont focalises sur la chimie du fer à l'interface entre les filaments microscopiques (les hyphes) et le substrat minéral. L'échantillonnage et l'analyse de cette interface sont complexes de par ses dimensions sub-micrométriques. Les chercheurs ont donc fait appel à plusieurs techniques de pointe dont la sonde ionique focalisée (Focus Ion Beam) pour échantillonner des coupes ultraminces de l'interface hyphe-minéral, la microscopie à transmission pour observer le minéral et enfin les rayonnements « synchrotron » (X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy au Lawrence Berkeley National Lab) pour quantifier l'état d'oxydation du fer a l'échelle nanométrique. Ces mesures montrent une forte oxydation du fer - initialement Fe(II) - contenu dans la biotite à l'interface avec les filaments du mycélium. Cette oxydation massive du fer forme des oxydes de fer (Fe(OH)3) au sein même de la biotite ce qui induit un stress de la structure cristalline et la formation de nombreuses micro-fractures. Ainsi, la biotite en interaction avec le mycélium est fragilisée ce qui la rend plus « altérable » et facilite la mobilisation des nutriments du minéral vers les mycorhizes et ensuite vers la plante. Ces travaux offrent une nouvelle compréhension des mécanismes par lesquels les mycorhizes peuvent aident les plantes, mais aussi comment ces organismes - peu étudiés dans une perspective biogéochimique – participent à la formation des sols en transformant les minéraux de la roche (mère) en minéraux argileux.

Structural Fe(II) Oxidation in Biotite by an Ectomycorrhizal Fungi Drives Mechanical Forcing
Steeve Bonneville, Andrew W. Bray, and Liane G. Benning

Résistance aux stress par les toxines/antitoxines

Lundi le 23-05-2016

Les bactéries sont capables de tolérer de nombreux stress environnementaux, comme la présence d'antibiotiques. Ce phénomène, appelé persistance, est lié à la capacité qu'ont les bactéries à entrer dans un état de dormance, caractérisé par une diminution de leurs fonctions vitales. Les chercheurs tentent de mieux comprendre les mécanismes de régulation menant à la persistance afin d'apporter une nouvelle piste pour contrer la crise mondiale de résistance aux antibiotiques.

Le groupe d'Abel Garcia-Pino (Laboratoire de Biologie Structurale et Biophysique, ULB), en collaboration avec le groupe de Remy Loris (Molecular Recognition, VUB), a élucidé l'un des mécanismes moléculaires impliqués dans la persistance. Les chercheurs ont étudié le module phd/doc, représentatif de la famille des systèmes toxine-antitoxine (TA). Ces modules bactériens constituent un switch moléculaire, permettant l'entrée en dormance. Les toxines sont potentiellement mortelles pour la bactérie, elles inhibent divers processus essentiels pour la bactérie comme la réplication de l'ADN et la traduction des protéines. Potentiellement mortelles, les toxines nécessitent un contrôle très précis de leur expression et de leur neutralisation par les antitoxines.

Dans la revue Nature Chemical Biology, les chercheurs démontrent que le module TA phd/doc est régulé grâce à une région "non-structurée" de l'antitoxine. Sa structure moléculaire permet une modulation spécifique selon la présence ou l'absence de la toxine. La plupart des protéines antitoxines contiennent une région intrinsèquement désordonnée. Cette région est impliquée dans l'interaction avec la toxine et dans la formation du complexe de répression transcriptionnelle. Pour investiguer comment ces régions désordonnées sont impliquées dans la régulation transcriptionnelle, les chercheurs ont étudié le système TA phd/doc du phage P1 et ont découvert que la région intrinsèquement désordonnée de l'antitoxine Phd permet de fournir une barrière entropique empêchant la répression totale du système en absence de la toxine Doc. La liaison de Doc à Phd engendre un switch coopératif et résulte en une répression forte de la transcription du système, permettant une modulation de la régulation de l'expression du système. Des variations sur ce thème représentent probablement un mécanisme commun pour l'autorégulation de système impliquant des protéines contenant des régions intrinsèquement désordonnées et d'autres modules TA et permet de mieux comprendre le phénomène de persistance.

An intrinsically disordered entropic switch determines allostery in Phd–Doc regulation

· Abel Garcia-Pino ; Steven De Gieter, Ariel Talavera, Henri De Greve, Rouslan G Efremov, Remy Loris

Nouveau Master en Agroécologie

Vendredi le 13-05-2016

Circuits courts, production biologique, travail du sol sans labour, maraîchage en permaculture, agriculture urbaine, etc. Dans le domaine agroalimentaire, les nouvelles initiatives de transition ne cessent d'éclore. Le plus souvent, elles répondent aux associations et citoyens inquiets devant les crises planétaires (climat, biodiversité, énergie). Encore faut-il que les agriculteurs puissent être accompagnés par des professionnels disposant des compétences nécessaires pour concrétiser et crédibiliser les projets.

Le nouveau Master en Agroécologie interuniversitaire (ULg, ULB, Université Paris–Saclay, Agro Paris Tech), proposé dès la rentrée académique prochaine, tombe à propos. Son objectif: former des acteurs capables d'accompagner la transition agroécologique des systèmes de production alimentaire dans un contexte européen et tropical.

Ce modèle exige des approches interdisciplinaires qui permettront d'appréhender les systèmes de production et les systèmes alimentaires dans toute leur complexité. Ce changement est tel qu'il requiert qu'un nombre important d'acteurs tels que des conseillers techniques, des chercheurs, des enseignants soient formés pour accompagner cette transition agroécologique.

Le programme s'articule autour de 4 grands modules d'enseignement complété par des projets, des études de cas, des visites de terrain et des mises en situation permettant à l'étudiant d'être dans une posture active d'apprentissage. Le travail de fin d'études et le stage permettront à l'étudiant de découvrir de manière approfondie le monde professionnel de l'agroécologie. Enfin, un certain nombre de cours seront données en langue anglaise afin de plonger l'étudiant dans un contexte linguistique international favorable à son évolution professionnelle future.

Plus d'information:www.master-agroecologie.eu

PAI Combinatorial Optimization

Lundi le 25-04-2016

Face à des choix complexes, nos machines modernes ont besoin de méthodes de calcul performantes. A la croisée des mathématiques, de l'informatique et de l'économie, le projet de recherche PAI "Combinatorial Optimization: Metaheuristics and Exact methods" s'intéresse à l'optimisation combinatoire.

Les problèmes d'optimisation combinatoire peuvent être définis par la recherche au sein d'un ensemble fini de solutions, de la meilleure d'entre elles. Ces problèmes apparaissent partout dans notre monde moderne et globalisé. Le GPS de notre voiture résout un problème d'optimisation combinatoire lorsqu'il calcule le plus court chemin jusqu'à la destination. Un système de planification de la production détermine la séquence optimale dans laquelle fabriquer les produits et assigne les lots de productions aux différentes machines. Les compagnies de transport utilisent l'optimisation combinatoire pour déterminer quel camion visite quelle client et dans quel ordre tout respectant les délais et en minimisant la consommation de fioul. Les horaires de bus et de train, les tournées de récolte des ordures et distribution de courrier sont développés en utilisant l'optimisation combinatoire, de même que les réseaux de télécommunication et de distribution pour le gaz naturel, l'eau et l'électricité. La production, la distribution, les télécommunications, la gouvernance, la gestion du trafic, la gestion environnementale, les soins de santé, la finance, il est difficile de trouver un aspect de notre économie moderne dont le design, la gestion et le contrôle ne font pas appel pour une part critique à la solution d'un ou plusieurs problèmes d'optimisation combinatoire.

Il existe un spectre assez large de méthodes de résolution de ces problèmes qui vont des algorithmes exacts à une variété d'approches heuristiques. Les méthodes exactes garantissent de terminer avec la solution finale en un temps fini, mais cette garantie a souvent un coût prohibitif en temps calcul. Les méthodes exactes sont donc généralement utilisées pour des problèmes dont la taille est relativement limitée, ou pour obtenir une caractérisation de la structure mathématique d'un problème d'optimisation. A l'autre bout du spectre, les méthodes heuristiques ne garantissent pas de trouver la solution optimale en un temps fini, mais ont plutôt comme but de trouver une bonne solution en un temps relativement court. En d'autres termes, les heuristiques sacrifient la garantie d'optimalité dans le but d'obtenir une bonne solution dans le temps limité imparti.

De nombreux problèmes d'optimisation combinatoire sont encore résolus de manière insatisfaisante à l'heure actuelle et constituent un défi pour les méthodes de résolution actuelle. La puissance de calcul énorme dont nous disposons actuellement rend potentiellement possible la résolution de problèmes impossibles à traiter dans le passé, mais cette puissance seule est rarement suffisante pour compenser la complexité et la taille de beaucoup de problèmes pratiques. Au contraire, la complexité et la taille des problèmes d'optimisation posés par les nouvelles données disponibles requièrent le développement de nouvelles méthodes qui peuvent exploiter efficacement la la puissance de calcul disponible.

Coordonné par l'ULB (Bernard Fortz, UR Graphes et optimisation mathématique, Faculté des Sciences), ce projet a pour but de combiner les avantages de deux méthodes de calculs (méthodes exactes ou méthodes métaheuristiques), avec des débouchés concernant des secteurs multiples comme ceux des transports, des télécommunications, de l'économie etc.

Les objectifs principaux du projet sont :

  • Rassembler l'expertise en optimisation combinatoire disponible en Belgique, entre les différents groupes de recherche, et créer un réseau et une masse suffisante pour attirer des scientifiques débutants et expérimentés en Belgique, et par effet levier obtenir plus des financements internationaux.

  • Former de jeunes chercheurs dans le domaine de l'optimisation combinatoire. Ces profils sont en demande constante, tant dans le milieu universitaire que privé et au niveau mondial.

  • Développer de nouveaux modèles, techniques algorithmiques et implémentations capables de résoudre des problèmes d'optimisation combinatoire de taille industrielle.

  • Développer de nouvelles collaborations internationales avec d'autres équipes dans le même domaine.

A découvrir dans la vidéo "Images de Sciences".

Nouveau Master en Cybersécurité

Mercredi le 06-04-2016

Six établissements de l'enseignement supérieur proposent dès la rentrée prochaine un nouveau Master en Cybersécurité en codiplomation. Il s'agit d'une Première en Belgique.

Ce nouveau Master en Cybersécurité verra le jour à la rentrée prochaine. Il s'agira d'une codiplômation à six (quatre établissements d'enseignement universitaire : ULB, UCL, UNamur, École royale militaire et deux Hautes Ecoles : HEB et HELB) dont l'ULB est l'établissement référent.

« Cette nouvelle formation, souligne Yves Roggeman – professeur à la Faculté des Sciences et coordinateur du master pour l'ULB, répond à un besoin de société et vise à former des experts à même de répondre aux défis techniques, légaux et éthiques relatifs à la sécurité des systèmes informatiques et des réseaux de télécommunications. Les études de master en cybersécurité ont pour objectif principal, ajoute-t-il, de former des spécialistes de cette discipline pointue émergente. »

« Le nombre de système critiques et la quantité de données sensibles n'ont fait que croître au cours des dernières années, selon Olivier Pereira, coordinateur du master pour l'UCL. Ce nouveau Master en Cybersécurité formera des personnes qui pourront répondre aux demandes de sécurité crées par ces évolutions, pour les personnes, pour les entreprises, dans le secteur public. »

Le Master est structuré autour de quatre axes principaux : une formation multidisciplinaire, un stage en entreprise, la réalisation d'un mémoire de fin d'études et deux spécialisations présentant une finalité scientifique ou plus appliquée. Au-delà de connaissances académiques pointues, les étudiants seront également amenés à réaliser plusieurs projets collectifs. Cette pédagogie active s'appuiera sur des rapports structurés, critiques et argumentés démontrant tant la maîtrise des compétences transversales informatiques, scientifiques et managériales, que la capacité d'acquisition autonome de connaissances et de savoir-faire nécessaires dans des contextes nouveaux et évolutifs.

Les études du Master en Cybersécurité (master en 120 crédits) sont accessibles aux porteurs d'un Bachelier en informatique ou en ingénierie. De plus, vu l'objectif technique et fortement spécialisé de la formation, cette formation est particulièrement appropriée dans le cadre d'une reprise d'études ou comme spécialisation pour les étudiants déjà porteurs d'un Master en sciences informatiques ou d'un Master ingénieur civil en informatique. Dans ce cas, il est possible, dès l'admission, de valoriser jusqu'à 60 crédits. Pour les Bacheliers de type court, une admission personnalisée permettra de déterminer les valorisations ou compléments éventuels adaptés à leurs parcours.


Ecole d'été

Initiée par le Laboratoire d'Ecologie du Paysage et Systèmes de Production Végétale de l'ULB, l'Ecole d'été de l'Agriculture Urbaine et Alimentation Durable à Bruxelles est portée par un consortium de citoyens et d'associations et soutenue par l'Action Co-create pour des Systèmes d'Alimentation Durable d'Innoviris, l'Institut bruxellois pour la Recherche et l'Innovation.

Pour cette 1ère édition, elle s'articulera en 5 journées de conférences, débats, visites de terrain et tables rondes. Destinée à un public varié - académiques et étudiants belges et internationaux, professionnels, institutions publiques, associations, citoyens, etc. - cette Ecole s'articule autour d'un apprentissage à la fois théorique et pratique. L'objectif est tant d'informer et de sensibiliser aux enjeux bruxellois et mondiaux, que de partager et d'enrichir les savoirs(-faire) des acteurs (non-)scientifiques via un réseautage, que de venir en soutien et de stimuler la réflexion autour de l'Agriculture Urbaine et Alimentation Durable.

Après une première journée d'introduction au rôle de l'Agriculture Urbaine dans la transition vers des systèmes alimentaires durables à Bruxelles et dans le monde, la programmation abordera l'Agriculture Urbaine sous la lunette des 3 dimensions de la durabilité (économique, sociale, environnementale) alliant retours d'expérience et découvertes des porteurs de projet bruxellois sur le terrain. La semaine sera clôturée par des tables rondes qui viendront questionner les enjeux principaux relevés au cours des jours précédents.

Quand: Du lundi 4 juillet au vendredi 8 juillet 2016
Où: à l'ULB, Campus Plaine
Plus d'informations sur http://ecoleagricultureurbaine.org/


Force du magnétisme cosmique

Planètes, étoiles, galaxies,... tous les objets célestes génèrent un champ magnétique. Mais il existerait également un champ magnétique cosmologique, plus faible, qui pénètre l'ensemble de l'Univers. Un trio de chercheurs est parvenu à imposer des contraintes fortes sur la puissance de ce champ magnétique cosmologique.

Ce travail de Petr Tinyakov et Federico Urban, chercheurs au Service de Physique Théorique (Facultés des Sciences), et de leur collègue russe Maxim Pshirkov, est publié récemment dans le journal scientifique Physical Review Letters (PRL), et est distingué au sein des « PRL Highlights ».

Les chercheurs ont analysé les radiations émises par quelque 3000 sources extra-galactiques et, plus précisément, les mesures de rotation du plan de polarisation de ces radiations (« rotation de Faraday », ci-dessous). En effet, la polarisation de la radiation est perturbée par les champs magnétiques qu'elle rencontre dans son trajet jusqu'à la Terre ; les mesures de la rotation de Faraday renseignent donc sur la force du champ magnétique traversé. En enlevant l'effet imputé à la Voie Lactée et en comparant leurs données avec des modèles existants, les chercheurs ont déterminé que le champ magnétique cosmologique avait une magnitude maximale de 1 nG, une valeur 5 fois plus fine que les estimations précédentes.

Le calcul de la puissance maximale du champ magnétique cosmologique est utile pour plusieurs applications astrophysiques, en particulier, pour améliorer l'interprétation des observations de rayons cosmique de haute énergie.

C'est en effet en complément de leur implication dans l'observatoire « Telescope Array (TA) » (un observatoire situé en UTAH, et où ils effectuent de fréquentes campagnes d'observation) que ces chercheurs ont été amenés à étudier de façon plus approfondie les champs magnétiques cosmiques : la reconstruction de l'origine des rayons cosmiques de très haute énergie observés par TA nécessite à la fois une bonne connaissance de leur composition et des champs magnétiques traversés. Ce même groupe joue d'ailleurs un rôle important dans la coordination des données entre TA et son homologue de l'hémisphère Sud (AUGER).

Ces travaux s'inscrivent dans le cadre des approches « astroparticules » et « cosmoparticules » alliant physique des particules et observation de l'Univers pour en retirer des informations croisées : l'observation des rayons cosmiques renseigne à la fois sur la nature de l'Univers (matière noire, énergie noire, propriétés des objets astrophysiques) et sur les interactions de particules à très haute énergie. L'approche « astro et cosmo- particules » complète ainsi les expériences aux collisionneurs (en atteignant des énergies considérablement plus élevées) ou les expériences de précision (physique du neutrino).

New Limits on Extragalactic Magnetic Fields from Rotation Measures
par Pshirkov, Maxims; Tinyakov, Peter; Urban, Federico


1 Juin - Finding Things

Les algorithmes sont des « recettes » de calcul permettant de résoudre un problème bien défini à l'aide d'un ordinateur. Les structures de données organisent la représentation des données dans la mémoire d'un ordinateur de façon que leur traitement puisse se faire de manière efficace. Ces structures constituent la pierre angulaire de tout logiciel ou système d'exploitation moderne.

John Iacono, professeur à la Tandon Engineering School de l'Université de New York, a effectué un séjour d'un an en tant que Fulbright Research Scholar au sein du Service d'Algorithmique du Département d'Informatique géré par Stefan Langerman et Jean Cardinal (Faculté des Sciences). Il a particulièrement contribué à la compréhension des structures de données dites « adaptatives », dont les performances s'adaptent de manière optimale au comportement des utilisateurs.

Son séjour à l'ULB lui a permis de faire des progrès significatifs sur de nombreuses questions fondamentales, notamment sur l'optimalité des arbres de recherche, certaines familles de problèmes de complexité quadratique, et les modèles de calculs pour les architectures modernes. De nouvelles collaborations prometteuses ont aussi été initiées avec des doctorants.

En guise de conclusion, le 1er juin, il fera un exposé grand public de ses recherches récentes à 16h à la salle Solvay (Campus Plaine, bâtiment NO, 5ème niveau).


26 mai - Finale interuniversitaire

Le concours Ma thèse en 180 secondes permet à des doctorants et jeunes docteurs de présenter leur sujet de recherche en termes simples à un auditoire profane et diversifié. Chaque participant produit, en trois minutes, un exposé clair, concis et néanmoins convaincant sur son projet de recherche.

Ce concours offre une occasion unique aux participants de parfaire leurs aptitudes en communication et en vulgarisation, tout en leur donnant la possibilité de diffuser leur recherche dans l'espace public.

Venez découvrir les présentations des 21 candidats sélectionnés lors des concours locaux parmi lesquelles Malvina Pizzuto doctorante de la Faculté des Sciences.

Rendez-vous le jeudi 26 mai à 17h 30 au Passage 44 pour les encourager et voter pour vos candidat.e.s préféré.e.s. Pierre Kroll sera présent pour illustrer leurs prestations. Les improvisations de la compagnie TADAM et Cédric Wautier (RTBF) animeront la soirée. Entrée libre.

Plus d'infos sur mt180.be.


Remise des HERA Awards 2016

Ce mardi 10 mai, cinq jurys indépendants ont sélectionné 5 lauréats et 7 nominés, qui se sont distingués dans leur travail de fin d'étude (TFE) à l'issue de leur Master dans une Université ou une Haute École francophone du pays. Par cette cérémonie, quatrième du genre, la Fondation pour les Générations Futures (FGF), initiatrice des Higher Education & Research Awards for Future Generations (HERA), entend récompenser et promouvoir la mise au point de solutions innovantes et durables aux enjeux majeurs de société. Elle souhaite également inspirer progressivement l'ensemble de la communauté académique.

C'est l'ULB qui a décroché la lauréate dans la catégorie santé et deux nominés dans la catégorie alimentation.

Présidé par Karin Rondia, chargée de communication scientifique du Centre Fédéral d'Expertise des soins de santé (KCE), le jury pour la catégorie santé a remis le Master's Thesis Award Sustainable Health, d'une valeur de 2.500 euros, à Caroline Princé (Faculté des Sciences de la Motricité), pour son travail intitulé "Pratiques collaboratives interprofessionnelles. Approche multifactorielle des obstacles à leur intégration en soins de santé", encadré par Pierre-Michel Dugailly et Kader Datoussaid.

Le jury pour la catégorie alimentation, présidé par Frédéric Rouvez, co-fondateur de Exki, a nominé le mémoire de Manuel Lambert (Ecole Interfacultaire des Bioingénieurs), intitulé "Simulation de la production agroécologique de paniers alimentaires sains" (Promoteurs: Marjolein Visser et Alain Peeters) et celui de Solène Sureau (IGEAT), intitulé: "Entre food miles et circuits courts: essai de comparaison des circuits de distribution du bio en Belgique à partir d'une Analyse de Cycle de Vie (ACV) de légumes wallons du champ à l'étal" (Promoteur: Tom Bauler).

L'appel à candidatures est par ailleurs ouvert pour l'édition 2017. En dehors des 5 Master's Thesis Awards déjà existants (Sustainable Health, Sustainable Food, Sustainable Architecture, Cooperative Sustainable Economy, Sustainalbe & Responsible Finance) et du Doctoral Thesis Award (Prix bisannuel de 7.500 euros), cette édition intègre un nouveau Master's Thesis Award : Sustainable Design, organisé en partenariat avec IBA et Wallonie Design.

 

Clin d'oeil

A vos agendas !

  • Les activités de l'Expérimentarium de Physique