Science Du Monde N°4 – Août-Octobre 2019

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science magazine n°46

comment les cellules se débarrassent

des protéines localisées par erreur

dans leur noyau

un fil d’araignée artificiel

Les processus biologiques sont loin d’être

parfaits. Malgré des millions d’années de

perfectionnement, les mécanismes molécu-

laires qui assurent le fonctionnement des

êtres vivants font de nombreuses erreurs

qui, si elles ne sont pas détectées et corri-

gées, peuvent avoir de graves conséquences.

Par exemple, de nombreux cancers ont pour

origine des erreurs de copie de notre matériel

génétique. De même, un mauvais repliement de

certaines protéines neuronales entraîne la forma-

tion d’agrégats toxiques qui perturbent le fonc-

tionnent du système nerveux et provoquent des

maladies neurodégénératives, comme Alzheimer

ou Parkinson.

Pour éviter d’en arriver là, les cellules ont mis

en place des mécanismes moléculaires com-

plexes qui contrôlent la qualité des protéines

et éliminent celles qui sont défectueuses. Ces

mécanismes sont localisés et mis en œuvre prin-

cipalement dans le cytoplasme (compartiment

des cellules où les protéines sont synthétisées).

En travaillant sur plusieurs facteurs impliqués

dans le contrôle de qualité des protéines, les

chercheurs de l’Institut de génétique et de dé-

veloppement de Rennes (dont Gwenaël Rabut,

chercheur Inserm, et Ewa Blaszczak, docto-

rante), dans le cadre d’une collaboration inter-

nationale coordonnée par le Centre allemand de

recherche contre le cancer, se sont aperçus que

certains d’entre eux étaient également localisés

dans le noyau des cellules (le compartiment qui

renferme le matériel génétique) et qu’ils permet-

taient de dégrader des protéines anormalement

présentes dans ce compartiment.

L’entreprise Spiber, créée en 2007 dans la pré-

fecture Yamagate (Japon), élabore un fil d’arai-

gnée artificiel. Ce nouveau matériau aurait déjà

la faculté d’être 4 fois plus résistant que l’acier

et de s’étirer jusqu’à 2 fois sa taille d’origine

avant de rompre. L’entreprise construit actuelle-

ment une nouvelle usine pour pouvoir produire

massivement ce matériau dès le printemps. Le

fondateur de Spiber espère pouvoir étendre lar-

gement le champ d’action de sa technologie.

(Source ADIT)

BREVES ACTUALITÉS 23

La cryptographie quantique sur

plus de 300 kilomètres

Science magazine n°46

Depuis le milieu des années 1990, la cryp-

tographie quantique laisse entrevoir de

formidables perspectives. Cette technique

reposant sur la mécanique quantique permet

de transférer des données sensibles en toute

sécurité, sans risque d’interception.

Alice est chargée de remettre une mallette

contenant une clé secrète à Bob. Lorsqu’elle

le retrouve, Bob lui demande si le voyage s’est

bien passé et si personne n’a tenté d’intercepter

la valise. Bob n’a apparemment aucun moyen

imparable pour s’en assurer... Sauf que Bob

et Alice sont en réalité deux boîtiers qui com-

muniquent entre eux par une fibre optique.

La clé d’Alice est encodée dans des photons,

les particules de lumière, qui sont envoyés à

travers une fibre optique. Si en chemin un es-

pion tentait d’intercepter la clé, Bob le saurait

immédiatement. En effet, selon les lois qui

régissent la physique de l’infiniment petit, la

tentative perturberait les photons de manière

détectable. Ainsi, à l’arrivée, si en comparant

une petite partie de la clé envoyée avec celle qui

a été réceptionnée aucune dissemblance n’est

observable, Bob sera parfaitement assuré de

l’inviolabilité de la clé. Elle pourra alors être

utilisée pour encrypter des messages secrets.

Jusqu’ici, la distance de distribution d’une clé

quantique n’avait jamais excédé les 150 kilo-

mètres, avec des détecteurs permettant l’utili-

sation de cette technologie au niveau industriel.

Aujourd’hui, l’équipe d’Hugo Zbinden, du

Groupe de physique appliquée de l’UNIGE

(Université de Genève), est parvenue à trans-

mettre une clé quantique sur une distance de

307 kilomètres : un record. « Pour ce faire, nous

avons mis au point des détecteurs à très faible

bruit, sensiblement plus compacts que ceux pré-

cédemment employés et donc plus pratiques.

Nous avons également utilisé des fibres optiques

de meilleure qualité », explique Boris Korzh,

l’un des chercheurs. Les anciens détecteurs à

faible bruit reposaient généralement sur le phé-

nomène de la supraconductivité, ce qui implique

un mécanisme de refroidissement extrême, d’où

le volume imposant de ces dispositifs. Les

chercheurs genevois ont alors développé des

détecteurs nécessitant un refroidissement moins

important, afin de réduire leur dimension et de

les rendre plus faciles à l’utilisation.

Lorsqu’on envoie de la lumière à travers une

fibre optique, il y a des pertes irréductibles, qui

croissent en fonction de la distance. Pour limiter

ces pertes et donc les erreurs, les physiciens de la

Faculté des sciences de l’UNIGE ont choisi des

fibres optiques d’une nouvelle génération, avec

moins de pertes, fournies par l’entreprise Corning

Incorporated, basée aux Etats-Unis. « Nous avons

aussi sensiblement amélioré le traitement des

données nécessaires pour vérifier si la clé a été

interceptée », se félicite Hugo Zbinden.

L’avancée technologique dans le domaine in-

téressera par exemple les banques qui pourront

alors transférer des informations confidentielles

à leurs succursales grâce à un système inviolable

et pratique.

La vie en groupe comporte un risque ma-

jeur : celui d’être exposé à des pathogènes

contagieux. Diverses parades originales ont

émergé au cours de l’évolution : certaines

espèces de homard fuient un congénère in-

fecté par un virus, tandis que les femelles de

différentes espèces d’oiseaux dédaignent les

mâles porteurs de parasites, qu’elles iden-

tifient grâce à leur parure sexuelle altérée.

Dans le cas des rongeurs, des signaux olfac-

tifs spécifiques émis par les individus malades

induisent un comportement d’évitement chez

leurs congénères. Afin d’en déterminer les mé-

canismes neuronaux, le groupe d’Ivan Rodri-

guez, professeur au Département de génétique et

évolution de l’UNIGE (Université de Genève),

a mené une série d’expériences. Les chercheurs

ont comparé le comportement des souris face

à des congénères sains ou malades. Ils ont

découvert que, chez les mammifères, la per-

ception des molécules présentes dans l’en-

vironnement s’effectue grâce au système

olfactif principal et au système voméronasal.

Ce dernier régule les comportements sociaux

innés, par le biais des phéromones que capte

un senseur situé à l’extrémité intérieure du

nez et appelé organe voméronasal (OVN).

Cette nouvelle fonction s’ajoute donc aux

autres attributions du système voméronasal, qui

est connu pour être responsable de la discrimina-

tion sexuelle envers les mâles, les femelles et les

juvéniles, ainsi que l’évitement des prédateurs.

Qu’en est-il des humains? Pourquoi sommes-

nous attirés par tel ou tel individu? A ce jour,

une seule situation impliquant des phéromones

a été mise en évidence chez notre espèce. La

phéromone en question est émise par les femmes

au niveau de l’aisselle et agit sur le rythme mens-

truel d’autres femmes. Cette molécule n’a pas

encore été identifiée, mais elle est perçue par le

système olfactif. Quant à savoir si l’OVN est

impliqué, c’est peu probable, celui-ci régressant

rapidement durant le développement humain. Le

mystère reste donc entier, mais les scientifiques

n’ont pas dit leur dernier mot.

Les neurones qui détectent la

maladie de nos congénères