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Programme > Les conférences plénièresLES CONFÉRENCES PLÉNIÈRESGrenoble, une montagne de sciencesBiomatériaux et mimétisme du vivant
Dans le domaine des biomatériaux, les évolutions des dernières décennies visent à élaborer des matériaux mimant de plus en plus le vivant. C’est ce que l’on appelle le biomimétisme. Il s’agit d’aller recréer des tissus par des méthodes d’ingénierie, en associant plusieurs types de briques de base que sont des matériaux implantables, des cellules et des biomolécules actives. Les propriétés de l’interface entre le biomatériau et le milieu vivant sont cruciales car cette interface conditionne directement comment les cellules humaines vont répondre et s’adapter au biomatériau et ainsi, comment le tissu humain va se former(1). Dans cette présentation, Catherine Picart montrera que des couches minces biomimétiques élaborées à partir de polymères naturels, des biopolymères, permettent de mimer certains aspects du vivant(2) et de conférer à la surface du biomatériau de nouvelles propriétés physico-chimiques qui vont la rendre bioactive. Ainsi, la surface va induire activement la formation d’un tissu. L’exemple étudié portera sur les protéines morphogénétiques osseuses, qui sont capables d’induire de façon très puissante la régénération osseuse, à la fois in vivo, pour réparer des défauts osseux(3), et in vitro en laboratoire pour former un tissu osseux à partir de cellules souches(4). (1) Catherine Picart et Emmanuel Pauthe. “Instaurer un dialogue avec les cellules”. Biofutur 368, 32-34, Septembre 2015. (2) V. Gribova, Auzely-Velty, R. and C. Picart. Polyelectrolyte multilayer assemblies on materials surfaces: from cell adhesion to tissue engineering. Chemistry of Materials, 24:854-869, 2012. (3) Bouyer, M., Guillot, R., Lavaud, J., Pleittinx, C., Olivier, C., Curry, V., Bouttonnat, J., Peyrin, F., Bettega, G., and C PICART. Surface delivery of tunable doses of BMP-2 from an adaptable polymeric scaffold induces volumetric bone regeneration, Biomaterials, 104:168-181, 2016. Accessible en accès libre (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961216302496?via%3Dihub ) (4) https://inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-films-biomimetiques-pour-une-medecine-regeneratrice-haut-debit Ondes gravitationnelles : Un nouveau messager pour déchiffrer l'Univers
Pour la première fois en 2015, après des décennies d’efforts, des signaux d’ondes gravitationnelles ont été mesurés expérimentalement. Émises dans des phénomènes astrophysiques cataclysmiques, ces vibrations de l’espace-temps prédites par la théorie de la relativité générale d'Einstein ne subsistent qu’à des amplitudes infimes à leur passage sur Terre, nécessitant des détecteurs sensibles à des variations relatives de distance inférieures à 10-21.
Climat et gaz à effet de serre : Que nous apprennent les carottes de glace ?Xavier Faïn - Chargé de recherche CNRS en glaciologie et paléoclimat à l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE – CNRS/IRD/UGA/Grenoble INP) Le réchauffement climatique est un des problèmes environnementaux majeurs auquel sont déjà exposés les écosystèmes, et qui s’amplifiera dans les années à venir, en menaçant les sociétés humaines. L’augmentation des teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre (notamment le dioxyde de carbone, CO2) en lien avec les activités anthropiques depuis le début de la Révolution Industrielle est le moteur principal de ce dérèglement du climat. Depuis plusieurs décennies, la science des carottes de glace contribue à comprendre et à décrire ces évolutions en cours en ouvrant une fenêtre temporelle sur les climats du passé. Les carottes de glace, collectées en régions polaires et de haute altitude, sont en effet des archives environnementales uniques car elles piègent au cours du temps des fragments d’atmosphère sous forme de bulles d’air. L’analyse des carottes de glace nous apporte ainsi aujourd’hui des informations essentielles sur les derniers 800 000 ans, notamment l’influence des teneurs atmosphériques en gaz à effet de serre sur la température, et réciproquement.
La microscopie électronique en biologie structurale
La microscopie électronique est une technique d’imagerie directe très puissante (on obtient directement des images agrandies de l’échantillon observé). Elle permet en effet une résolution très élevée (le record actuel se situe autour de 50 picomètres ; 100 picomètres étant le diamètre d’un atome). Ce record ne s’applique malheureusement pas en biologie car les échantillons sont très sensibles au faisceau d’électrons et au vide très poussé qui règne dans le microscope : sans préparation, ils sont détruits dès qu’ils sont introduits dans le microscope. Il est malgré tout possible d’obtenir la structure à très haute résolution des objets biologiques grâce à des méthodes de préparation spécifiques (la vitrification des échantillons ou cryo-microscopie électronique ; cryo-ME), à des microscopes électroniques de dernière génération spécifiquement développés pour ce type d’application et aux progrès effectués dans le domaine du traitement informatique des images obtenues. Toutes ces avancées ont permis l’avènement de « la révolution de la résolution » en microscopie électronique. Celle-ci a été récompensé par le Prix Nobel de Chimie en 2017. Nous arrivons donc aujourd’hui à visualiser des objets biologiques en trois dimensions avec une résolution quasi-atomique. Même si la France est en retard en cryo-ME, l’IBS de Grenoble a tout de même suivi tous ces progrès et est un des laboratoires français à la pointe du progrès dans ce domaine. Un historique du développement de cette technologie, les différentes méthodes de préparation des échantillons, différents exemples de résultats et d’applications, les perspectives futures de ces technologies ainsi qu’une vue d’ensemble des moyens à notre disposition sur le campus scientifique EPN (European Photon & Neutron Science Campus) de la presqu’île de Grenoble seront présentées lors de cette conférence.
La chimie bioinorganique au service des interactions métaux-vivantPascale Delangle - laboratoire SyMMES (CNRS/CEA/UGA) Pascale Delangle présentera une spécialité scientifique à l’interface chimie-biologie qui s’intéresse aux métaux dans le vivant, à savoir la chimie bio-inorganique. Cette discipline permet par exemple de déchiffrer le rôle des ions métalliques en biologie et les mécanismes mis en jeux dans les interactions métaux-biomolécules ainsi que de concevoir des composés biomimétiques qui reproduisent des fonctions du vivant dans des systèmes synthétiques performants. |