vendredi 21 novembre 2014

Shed GP of Ebola Virus Triggers Immune Activation and Increased Vascular Permeability http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1004509

Multiple Roles of the Cytoskeleton in Bacterial Autophagy 

http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1004409#ppat-1004409-g00 

Multiparametric Classification Links Tumor Microenvironments with Tumor Cell Phenotype

  • Bojana Gligorijevic mail,

  • Aviv Bergman ,

  • John Condeelis

  • Published: November 11, 2014
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.1001995

Author Summary

A large proportion of cancer deaths are due to metastasis—the spread of cancer from the primary tumor to other parts of the body. Movement of cells may require the formation of protrusions called invadopodia, which degrade extracellular matrix. Although some studies have reported on locomotion in primary tumors, the presence of invadopodia was not tested. Here, we show that single cells from mouse mammary carcinoma can move using a fast- or slow-locomotion mode depending on different levels of cues present in the tumor microenvironment. Using multiphoton microscopy in vivo combined with a machine-learning algorithm we show how manipulation of microenvironmental conditions can induce predictable changes in the number of locomoting cells or switch between the two locomotion modes. We also demonstrate that only the slower moving cells are associated with invadopodia in vivo, and that only tumor cells from regions rich in invadopodia degrade the surrounding extracellular matrix and disseminate. Specific targeting of invadopodia results in inhibition of lung metastasis. This work proposes a systems biology view of how tumor microenvironments regulate tumor progression and presents insight into the heterogeneity of the treatment response. The ability to define and predict conditions under which tumor cells disseminate offers potential therapeutic benefits in regulating tumor progression.
http://www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.1001995#pbio-1001995-g004
Paris, 13 novembre 2014

Découverte de nouveaux « cocktails enzymatiques » décomposant la biomasse végétale

Pour la première fois, une approche génomique à haut débit démontre la grande diversité des activités enzymatiques permettant à une bactérie de fermenter différents types de biomasse végétale. Développée par des chercheurs du Genoscope (Institut de Génomique du CEA, CEA-IG), associés à l'Université d'Evry et au CNRS, cette approche pluridisciplinaire permet d'identifier les différentes enzymes impliquées dans la fermentation chez la bactérie Clostridium phytofermentans. Ces travaux, publiés le 13 novembre dans la revue PLOS Genetics, ouvrent de nouvelles voies de production industrielle de biocarburants et de bioproduits, à partir de la biomasse végétale.

Paris, 20 novembre 2014

Pollinisation des plantes d'altitude : les mouches prennent le relais des abeilles

Dans les milieux d'altitude des zones tempérées, les abeilles laissent la place aux diptères en tant que principaux visiteurs de fleurs. Parmi eux, les Empidinae sont les plus actifs : plus de la moitié des plantes échantillonnées sont principalement visitées par ces insectes, qui s'avèrent donc être un élément-clé du fonctionnement des écosystèmes alpins. C'est ce que montre une équipe du Muséum national d'Histoire naturelle, composée de chercheurs de l'Institut de systématique, évolution, biodiversité (MNHN/CNRS/EPHE/UPMC/IRD) et du Centre des sciences de la conservation (MNHN/CNRS/UPMC), dans une étude qui vient d'être publiée dans la revue Biology Letters.

Paris, 21 novembre 2014

Des virus pirates pris à leur propre piège ?

Pour infecter une cellule hôte et se multiplier, certains virus comme celui de l'hépatite C infiltrent les ribosomes, véritables usines d'assemblage des protéines présentes dans chacune de nos cellules. Les protéines virales sont ainsi produites au détriment des protéines cellulaires. Des scientifiques strasbourgeois ont démontré que l'un des 80 composants du ribosome est indispensable à l'infection par certains virus sans être essentiel au fonctionnement normal des cellules. Cette découverte, qui pourrait déboucher sur le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques, a été réalisée par des chercheurs du laboratoire Réponse immunitaire et développement chez les insectes (CNRS) et de l'Institut de recherche sur les maladies virales et hépatiques (Inserm/Université de Strasbourg)1, avec notamment le soutien de l'ANRS. Elle fait l'objet d'une publication dans la revue Cell le 20 novembre 2014.


DCV
© Jean-Luc Imler
Préparation de virus DCV (Drosophila C virus), utilisés dans l'étude.



Cette image est disponible à la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs.fr.
Paris, 21 novembre 2014

L'érosion pourrait provoquer des séismes

Les processus de surface, c'est-à-dire l'érosion et la sédimentation, pourraient déclencher des séismes superficiels (inférieurs à cinq kilomètres de profondeur) et favoriser la propagation de grands séismes profonds jusqu'à la surface. C'est ce que viennent de démontrer des chercheurs des laboratoires de Géosciences Rennes (CNRS/Université de Rennes 1)1, de Géosciences Montpellier (CNRS/Université de Montpellier 2) et de l'Institut de physique du globe de Paris (CNRS/IPGP/Université Paris Diderot) en collaboration avec un scientifique taiwanais. Alors que la tectonique des plaques était généralement considérée comme le seul mécanisme capable d'influencer durablement l'activité des failles, les processus de surface augmenteraient aussi les contraintes que subissent les failles actives, comme celles situées à Taïwan, une des zones les plus sismiques au monde. Ces travaux sont publiés dans Nature Communications le 21 novembre 2014.

Modélisation des lignes de forces du champ magnétique terrestre

Jeudi, 7 Août 2008
Le métal liquide conducteur en mouvement est situé entre la graine (au centre en vert) et le manteau (sphère externe transparente). Les lignes blanches représentent les lignes du champs magnétique à l'intérieur du noyau terrestre. Elles sont trodues et étirées par l'écoulement du métal liquide.A gauche, vue du pôle Nord, à droite vue à partir du plan équatorial. Les petites sphères représentent le champ magnétique à la surface de la Terre. © Julien Aubert, IPGP (CNRS-INSU, Univ Paris Diderot, Paris Sorbonne)

Conclusion : notion de modèle scientifique et son mode d’élaboration.

A1/ Discussion sur le statut du mot hypothèse en sciences

Définir selon vous le mot hypothèse
Demander une déf° au prof de
  • maths : point de départ à infirmer, peu importe qu'elle soit vraie ou fausse ce qui compte c'est le raisonnement fait ensuite
  • français : du grec : hypo = dessous => sous thèse pas encore validée
  • bio : réponse provisoire au pb posé, à valider ou infirmer par l'expérience

A2/ Suivit pour prédiction des évènements géologiques

Séismes / Rénass : http://renass.u-strasbg.fr/
Manuel p.126 : utilisation des données avec sismologue
radioactivité / IRSN : http://sws.irsn.fr/sws/mesure/index
séisme au Japon prévu depuis 2005 : http://www2.cnrs.fr/presse/thema/751.htm
Tectonique des plaques : un pas en avant vers la reconstitution du passé et la prédiction de l'avenir : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2585.htm

B/ La notion de modèle scientifique et son mode d’élaboration

Un modèle est une construction intellectuelle hypothétique et modifiable. Au cours du temps, la communauté scientifique l’affine et le précise en le confrontant en permanence au réel. Il a une valeur prédictive et c’est souvent l’une de ces prédictions qui conduit à la recherche d’un fait nouveau qui, suivant qu’il est ou non découvert, conduit à étayer ou modifier le modèle. La solidité du modèle est peu à peu acquise par l’accumulation d’observations en accord avec lui. Les progrès techniques accompagnent le perfectionnement du modèle tout autant que des débats et controverses.

C/ Pour-suivre

1-B - Le domaine continental et sa dynamique
1-B-1 La caractérisation du domaine continental : lithosphère continentale, reliefs et épaisseur crustale
1-B-2 La convergence lithosphérique : contexte de la formation des chaînes de montagnes
1-B-3 Le magmatisme en zone de subduction : une production de nouveaux matériaux continentaux
1-B-4 La disparition des reliefs

1.2.3- Modélisation globale

A1/ Suivit tectonique / tomographie sismique

Manuel p.169-170....
[tomo : coupe ; graphe : écrire]

A2/ Modélisation en laboratoire / maquettes

Carnet de sortie

A3/ Modélisation numérique / logiciel

Cf TP précédents sur logiciels Educarte, Sismolog, tectoglob

A4/ Coupe géologique / profil sismique

Manuel p.165
© profil sismique dorsale.odg

A5/ Paléotectonique / animations

Carnet de sortie
paléotectonique animée :
=> liens entre amincissement de la lithosphère, remontée / convection, dépressurisation et fusion partielle de l’asthénosphère sous-jacente et formation d’une nouvelle lithosphère.

B123/ modèle de synthèse actuel : PREM

En permanence, de la lithosphère océanique est détruite dans les zones de subduction et produite dans les dorsales.
La divergence des plaques de part et d’autre de la dorsale permet la mise en place d’une lithosphère nouvelle à partir de matériaux d’origine mantélique. Dans les zones de subduction, convergence, les matériaux de la vieille lithosphère océanique s’incorporent au manteau.

B/ du modèle actuel / Schéma ©

© sch'bilan 5
Mots clefs : représentation graphique synthétique du modèle global, fonctionnement d’une dorsale type, subduction / accrétion,

1.2.2- Forages JOIDES et vecteurs GPS

A1/ Exploitation de données de forages / doc ©

Comment fait-on un forage?
diaporama sur http://www.iodp.org/
© TD_forages.doc
dessiner un profil topographique avec des courbes de niveau
1.      coupe => dorsale au niv Açores = dorsale émergée
2.      dorsale, talus, plateau continental, plaine abyssale
3.      origine des sédiments qui se déposent dans l'atlantique = érosion continentale
4.      forages A à G de + en + loin de la Dorsale
5.      la limite supérieure des basaltes de la croûte océanique = base des sédiments
6.      strates de sédiments : de + en + vielles en profondeur
7.      sédiments de +en + vieux en s'éloignant de la dorsale
8.      absence de sédiments du jurassique sur certaines parties du plancher océanique => n'existaient pas au Jurassique
9.      largeur de l'Atlantique au Jurassique = 2 000 km
10.  âge des basaltes de la croûte océanique = variable, de +en + vieux en s'éloignant de la dorsale
11.  vitesse d'ouverture de l'Atlantique (en cm/an) pendant le crétacé supérieur : t = -96 à -65 Ma => 29 Ma ;  d = forage E – C = 1750 – 750 = 1000 km => d/t : 1 000 km en 29 Ma => 34,5 km/Ma = 3,45 cm/an

manuel p 160
dessiner un profil d'élévation sous Google earth
site de données sur les forages : http://www.isteem.univ-montp2.fr/IODP-France/
forages
JOIDES (Joint Oceanic Institution for Deep Earth Sampling)
IPOD (International Phase of Ocean Drilling), puis ODP (Ocean Drilling Project)
DSDP (Deep Sea Drilling Projet)
IODP (Integrated Ocean Drilling Program)
ECORD (European Consortium for Ocean Drilling Research)
→ Cartographie des âges de fonds océaniques :
1S-EV_10.14.doc
Poster couloir labos
Manuel p.161

A2/ Exploitation des données GPS / sites + logiciel Tectoglob

Affichage des vecteurs GPS / NASA : http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html
GPS = global positioning system

B/ forages et GPS / schéma ©

Mots clefs : Âges des sédiments, forage, JOIDES, paléomagnétisme, alignements volcaniques, GPS,
placez les vecteurs GPS principaux sur schéma bilan précédent :
sch'bilan 4

B122/ GPS et forages confirment l'hypothèse

Le modèle prévoit que la croûte océanique est d’autant plus vieille qu’on s’éloigne de la dorsale. Les âges des sédiments en contact avec le plancher océanique (programme de forage sous-marins JOIDES) confirment cette prédiction et les vitesses prévues par le modèle de la tectonique des plaques.
Le modèle prévoit aussi des vitesses de déplacements des plaques d’après le paléomagnétisme et les alignements de volcans intraplaques. Avec l’utilisation des techniques de positionnement par satellites (GPS), à la fin du XXème siècle, les mouvements des plaques deviennent directement observables et leurs vitesses sont confirmées.

A2/ Comparaison mitose & méiose / schéma

Schématiser une mitose avec
  • 2n=2
  • différentier les chromosomes paternel & maternels par la couleur
  • marquer deux gènes, ex : groupe sg (A//B) et (H//h)
Schématiser une méiose avec la même cellule

A3/ Découpage de la méiose / schémas ©

Réaliser un dessin avec 2n=4 chromosomes
div° I réductionnelle séparation des chs homologues de chc pair → 2 cell n
div° II équationelle séparation des chromatides de chc chs → 4 cell n
méiose, réplication, haploïdes, diploïde, chromatides,

B/ Schématisation virtuelle de la méiose en continu / animations

Comparaison mitose / méïose : http://www.biologieenflash.net/sommaire.html

B212 / Brassage par méiose

La méiose est la succession de deux divisions cellulaires précédée comme toute division d'un doublement de la quantité d'ADN (réplication). Dans son schéma général, elle produit quatre cellules haploïdes à partir d'une cellule diploïde. Au cours de la méiose, des échanges de fragments de chromatides (crossing-over ou enjambement) se produisent entre chromosomes homologues d'une même paire. Les chromosomes ainsi remaniés subissent un brassage interchromosomique résultant de la migration aléatoire des chromosomes homologues lors de la 1ère division de méiose. Une diversité potentiellement infinie de gamètes est ainsi produite.

jeudi 20 novembre 2014

crossing-over, enjambement, chiasma => brassage intrachromosomique

A2/ Exploitation des données GPS / sites + logiciel Tectoglob

Affichage des vecteurs GPS / NASA : http://sideshow.jpl.nasa.gov/mbh/series.html
GPS = global positioning system

mercredi 19 novembre 2014

2/ Génétique et évolution

§ tous parents tous différents

§ Comment expliquer la diversité des individus malgré leur parenté ?

=> Comment expliquer la diversité des génômes, des gènes et de leurs allèles ?

2.1/ L'évolution des génômes / brassage génétique

En classe de seconde, une première approche de la diversité génétique a été effectuée.
En classe de première S, les mutations ont été étudiées à l'échelle moléculaire ainsi que leur contribution à la production de diversité génétique.
En classe terminale, on étudie les aspects génétiques de la sexualité en se limitant au cas des organismes pluricellulaires.
Dans la série « racontes-moi ta vie » Je vais vous raconter votre vie … à partir du début

2.1.1/ Brassage par fécondation

A1/ Observation de la fécondation / video

4'19'' fécondation : http://youtu.be/HTfEshpLikE
7'37'' repro humaine part2 : http://youtu.be/y4SFgYCMqAg
54'06'' miracle de la vie : http://youtu.be/L1QRdkyB0Ls
1h22'23'' odyssée de la vie : http://youtu.be/t2yHwTN7RxM
gamètes, fécondation, caryogamie, zygote,
[game : mariage] [caryo : noyau]

A2/ Comparaison de caryotypes / photos

© caryotypes gam.odg
haploïde (n), diploïde (2n),
chromosomes homologues = autosomes / sexuels = gonosomes
formule chromosomique : n = nb de pair de chs, 2n,

A3/ Exemples d'anomalies chromosomiques / caryotypes

© caryotypes gam.odg
Inventaire des anomalies intersexuelles : http://pierrehenri.castel.free.fr/Articles/intersexualite.htm
Inventaire des anomalies chromosomiques (de structure et de nombre) http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/PolyMecaFr.html
anomalies chromosomiques, polysomie,

A4/ Calculs de probabilités

Nb de combinaisons chromosomiques différentes :
nombre de gamètes possibles (n=23) : 223 = 8 388 608
nombre de zygotes possibles (2n=46) : 223 x 223 = 7,036874418x1013 = 703 687 441 800 000 = sept cent mille milliards

B211/ Brassage / fécondation

Au cours de la fécondation, un gamète mâle et un gamète femelle s'unissent : leur fusion conduit à un zygote. La diversité génétique potentielle des zygotes est immense. Chaque zygote contient une combinaison unique et nouvelle d'allèles. Une partie de ces zygotes est viable et se développe.

§ Qui a saboté la méiose ?


§ pb de la conservation du caryotype : comment se forment les gamètes ?

2.1.2/ Brassage par Méiose

A1/ Observation de la méiose / microphotographies

phases pro-méta-ana-télo

lundi 17 novembre 2014

§ Qu'est-ce que le matériel génétique ?

1.2.3 – Genetic control of the metabolism

17 novembre : TP ADN / Logiciels

A1/ Modélisation moléculaire de l'ADN / maquette + Logiciels

Logiciels Rastop, Rasmol, Raswin, Jmol, … = logiciels de modélisation moléculaire
ADN.PDB
atomes CHONP,
ADN = polynucléotide
catégorie des acides nucléiques

A2/ Petite histoire génétique / diaporama

Diap / Histoire_génétique.odp
  • 1865 (Allemagne) Mendel démontre l'existence de "facteurs génétiques"
  • 1868 (Suisse) Miescher trouve une substance spécifique du noyau qu'il nomme la "nucléine"
  • 1883 (Allemagne) Weismann utilise le terme "matériel génétique"
  • 1880 to 1890 - Flemming, van Beneden, & Strasburger découvrent le chromosome.
  • 1903 - Sutton hypothesized that chromosomes are hereditary units.
  • 1905 - William Bateson coined the term “genetics”.
  • 1910 (Amérique) Morgan montre que les gènes sont portés par les chromosomes
  • 1933 - Jean Brachet was able to show that DNA was found in chromosomes
  • 1944 (Amérique) Avery, Mc Leod et Mc Carty montrent que l'ADN est le support des gènes
  • 1951 ( Amérique ) Chargaff établit sa règle : [A] = [T] et [C] = [G] pour toute cellule.
  • 1953 (Angleterre) Franklin & Wilkins montrent que la molécule a la forme d'une double hélice, puis Watson & Crick établissent le modèle moléculaire de l'ADN
  • 1962 Nobel Prize in Physiology & Medecine
L'ADN est formé de deux chaînes complémentaires de nucléotides en double hélice comportant les bases : Adénine, Thymine, Cytosine, Guanine.
Chaque chromosome contient une molécule d'ADN qui porte de nombreuses informations génétiques = gènes dont l'ensemble forme le programme génétique (= génôme) que l'on peut « visualiser » sous forme de caryotype '= ensemble des chromosomes d'une cellule)
Génôme = programme génétique = ensemble des gènes d'une cellule, d'un individu
Allèles = versions d'un gène
séquence = ordre des 4 lettres : ATCG
gène codé par séquence des bases
allèle = version d'un gène
double hélice,
double hélice faite de 2 brins de Phosphates+sucres (désoxyriboses) reliées entre elles par 4 bases azotées
p+s+b = nucléotide = monomère de l'ADN

C/ Scientific sources about genetics / www

in french :

B/ Schématisation du métabolisme celluaire / schéma©

=> Mutant, organelle, orders in size (cell, organelle, membrane). prokaryote / eukaryote. Auto/Hétérotrophe
Mutant, organite, ordres de grandeur de tailles (cellule, organite, membrane), Pro /Eucaryote, Auto/Hétérotrophe
schéma-bilan 2+3+4©

B122/ Réactions chimiques du vivant : métabolisme cellulaire

De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique. La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l’énergie avec son environnement. Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté.
Many chemical changes occur within the cell : it is called the metabolism. It is controlled by environmental conditions and by genetic heritage. The cell is a space bounded by a membrane that exchanges matter and energy with its environment. This structural and functional unit common to all living beings is an indication of their parentage.
§ quel est le support patrimoine génétique ? Qu'est-ce concrètement ?

C/ pour aller plus loin

Institut européen de chimie et de biologie : http://www.cellbiol.net/cbe/multimedia.php
Marius explore la cellule : http://www.bioclips.com/
Voyage inside the cell : http://www.sinauer.com/voyage/video.php

1.2.2- Forages JOIDES et vecteurs GPS

A1/ Exploitation de données de forages / doc ©

Comment fait-on un forage?
diaporama sur http://www.iodp.org/
© TD_forages.doc
dessiner un profil topographique avec des courbes de niveau
manuel p 160
dessiner un profil d'élévation sous Google earth
site de données sur les forages : http://www.isteem.univ-montp2.fr/IODP-France/
forages
JOIDES (Joint Oceanic Institution for Deep Earth Sampling)
IPOD (International Phase of Ocean Drilling), puis ODP (Ocean Drilling Project)
DSDP (Deep Sea Drilling Projet)
IODP (Integrated Ocean Drilling Program)
ECORD (European Consortium for Ocean Drilling Research)

B/ les frontières des plaques et les points chauds / schéma©

Failles transformantes, modèle, alignements volcaniques, point chaud,
© sch'bilan 4

B121/ Frontières des plaques et points chauds

À la fin des années soixante, la géométrie des failles transformantes océaniques permet de proposer un modèle en plaques rigides. Des travaux complémentaires parachèvent l’établissement de la théorie de la tectonique des plaques en montrant que les mouvements divergents (dorsales), décrochants (failles transformantes) et convergents (zones de subduction) sont cohérents avec ce modèle géométrique. Des alignements volcaniques, situés en domaine océanique ou continental, dont la position ne correspond pas à des frontières de plaques, sont la trace du déplacement de plaques lithosphériques au dessus d’un point chaud, fixe par rapport à la plaque, dans le manteau.