Photo par Jean-Philippe Ayotte-Beaudet

La pédagogie en plein air connaît, au Québec, un essor remarquable. Ses bienfaits sont largement documentés, tant pour le contact avec la nature que sur les plans cognitif, physique, psychologique et social. Cependant, de nouveaux outils de collecte de données sont nécessaires pour évaluer les apprentissages. En décembre 2022, une équipe de l’Université de Sherbrooke a passé une journée à observer les élèves de première année de la classe de Mme Marie-Line, à l’Académie des Sacrés-Cœurs. Ces deux enfants, en avant-plan, balisent méthodiquement, pour une activité de mathématiques, un sentier de gnomes avant Noël. Maximum, un mètre en ligne droite! Ensuite, bifurcation! C’est la règle chez les gnomes...

Photo par Anja Geitmann

Le frôlement d’un insecte suffit à déclencher, chez le mimosa pudique, une réaction de défense stupéfiante pour une plante. En l’espace d’à peine une seconde, les folioles, qui composent la feuille, se referment l’une contre l’autre. L’amplitude inusitée de ce mouvement est assurée par un coussinet foliaire (vert foncé), le pulvinus. Cette structure fonctionne à la manière d’un bras robotique hydraulique. Un transfert rapide de fluides internes entraîne le dégonflement d’une portion du pulvinus, ce qui le raccourcit, tandis que, à l’opposé, le gonflement soudain allonge sa paroi. Un mécanisme à mettre au répertoire du biomimétisme!

Photo par Marianne Ruest

L’étoile qui brille au bas de l’image est toute jeune. Elle aurait quelque 5 millions d’années, alors que notre Soleil en compte déjà 5 milliards. Or, WR 136 approche de son dernier souffle. D’une masse initiale estimée à 50 soleils, elle a déjà consommé tout son hydrogène, d’où un premier effondrement. En contrecoup, elle a éjecté environ la moitié de sa masse sous la forme d’une bulle de gaz qui fait 30 000 fois la taille de notre système solaire. En bleu, les particules qui se déplacent vers nous, et en rouge, celles qui s’éloignent. WR 136, qui brûle maintenant son hélium, est condamnée à connaître l’apothéose funeste d’une supernova ou à finir en trou noir.

Photo par Stéphanie Moreau

Cette veuve noire de l’ouest, ayant perçu des vibrations sur sa toile, se précipite pour en découvrir la source. Chez cette espèce, Latrodectus hesperus, certaines femelles sont plus agressives que d’autres, et cela se reflète dans l’architecture de leur toile. Ainsi, une araignée prompte à attaquer ses proies fera de sa toile un piège efficace en y intégrant de nombreux fils collants. À l’inverse, une femelle peu agressive tissera une toile défensive avec des fils bien ancrés au sol, plus aptes à stopper les prédateurs aériens. C’est ici une découverte étonnante de la chercheuse et de son équipe, qui étudient la personnalité animale.

Photo par Rahaf Nafez Hussein

Cette image montre une pellicule de cuivre qui a été exposée à l’humidité; la majeure partie de sa surface s’est détériorée, par contraste avec une petite zone protégée qui, elle, a échappé à la détérioration. Le résultat sur le plan visuel évoque une eau bleue en bordure d’une plage de sable. On voit que la partie de la pellicule de cuivre qui était protégée (partie supérieure de l’image) a conservé sa couleur naturelle, et ce, grâce à un revêtement protecteur biocompatible. Afin de mesurer l’efficacité de ce revêtement, nous l’avons appliqué sur une pellicule de cuivre d’une épaisseur de 100 angstroems produite par évaporation sur un substrat de vitre (portion sombre au haut de l’image). Nous avons ensuite exposé la pellicule à une humidité relative de 100 %, ce qui a accéléré la corrosion de la partie qui n’était pas protégée; s’est alors formé ce qui apparait comme un filet bleu sur l’image. La portion protégée est visiblement moins atteinte, ce qui se reflète dans sa conductivité électrique supérieure à celle de la partie exposée; on peut donc conclure que le revêtement biocompatible est efficace. Mes travaux portent sur la relation entre la structure moléculaire et les propriétés physiques des pellicules biocompatibles et des matériaux de nouvelle génération. L’objectif est de créer une gamme de matériaux protecteurs écologiques, qui ne nuisent pas à l’environnement.

Photo par Antoine Durocher
Luming Fan
Patrizio Vena
Jeffrey M. Bergthorson
Marc Füri
Gilles Bourque
David May
Julien Sirois

La combustion d’hydrogène pur ne produit aucune émission de carbone, mais ce gaz est intrinsèquement plus instable que les hydrocarbures utilisés actuellement. Par ailleurs, les technologies conventionnelles ne supportent pas la combustion de substances à forte teneur en hydrogène, car celles-ci peuvent endommager l’équipement. Cette image montre un bruleur novateur imprimé en 3D qui permet de stabiliser le brulement de combustibles à forte teneur en hydrogène, y compris l’hydrogène pur. La chambre de combustion comporte de miniatures canaux imprimés dans le corps de chaque injecteur, qui distribuent de manière ciblée un micromélange de combustibles. Les cinq injecteurs sont disposés en forme de croix afin de créer au centre des conditions semblables à celles que l’on trouve dans une turbine à gaz chaud. Nous utilisons ensuite des techniques de diagnostic au laser non intrusives pour étudier la combustion des micromélanges à forte teneur en hydrogène et déterminer les types d'injecteurs qui s’avèrent les plus prometteurs et qui permettent une combustion sobre en carbone.

Photo par Ana Isabel Carrazco Quevedo

Les nanoplastiques sont partout sur la planète, mais la recherche visant à combattre cette importante menace environnementale fait défaut. Cette image montre des nanoplastiques (jaune-vert) dans une daphnie (Daphnia magna). Ce petit crustacé d'eau douce se prête bien aux techniques de microscopie à fluorescence, car son corps émet naturellement une fluorescence bleue. Nous avons utilisé un microscope confocal pour détecter les nanoplastiques grâce à l’intensité du signal émis. Pour obtenir cette image, nous avons exposé des néonates à des nanoparticules de polystyrène à fluorescence (jaune-vert) de 20 nm pendant 24 heures (toxicité aigüe). On peut voir les nanoplastiques qui ont été absorbés dans les intestins, de même que les perturbations (fragmentation) qui en résultent. Des nanoplastiques sont aussi visibles dans les antennes et la griffe abdominale, que la daphnie utilise pour se déplacer dans l’eau. Enfin, les membres thoraciques sont teintés de jaune-vert, ce qui indique que des nanoplastiques ont été absorbés pendant le processus de filtration.

Photo par Annie DesRochers

Cette vieille souche de pin, posée sur un affleurement rocheux, témoigne d’un lointain passé où dominait la forêt boréale. À la suite de coupes et d’incendies, les épinettes noires ont disparu et ne sont jamais revenues. Pourquoi? Nous sommes à Rouyn-Noranda, tout près des cheminées de la fonderie Horne, qui, jusqu’en 1970, ont recraché dans l’atmosphère de l’acide sulfurique et de l’acide nitreux. Presque plus rien ne pousse sur ce terrain tellement acide que même les roches deviennent friables. Des travaux de recherche sont en cours pour reconstituer les sols et la végétation afin de remettre de la vie en ces lieux désolés.

Photo par Jacques Voisard

Depuis les années 1950, grâce à une électrode logée au sein du faisceau médian télencéphale, on sait que le rat apprend très vite à actionner un levier qui stimule le système de la récompense de son cerveau. Ce faisceau est une sorte d’autoroute par où passent les axones d’innombrables neurones, vers et depuis une multitude de zones cérébrales. Quels neurones sont responsables de l’effet de récompense, connu depuis si longtemps? Départager les neurones du système de la récompense et ceux qui n’y contribuent pas est devenu envisageable seulement depuis l’avènement des plus récentes techniques en traçage neuronal.

Photo par Lisa Tischenko

Semblables à des méduses, des bouts d’ADN du chêne rouge baignent dans ces tubes. Cette molécule sous forme de chaîne, l’ADN, contient l'information génétique chez tous les êtres vivants – à plumes, à poils ou à feuilles. D'un individu à un autre, l’information varie au sein d’une espèce selon les conditions de leur milieu. L’analyse de ces échantillons servira à répertorier les variations génétiques au sein des populations de chênes rouges du nord-est de l’Amérique. Dans un contexte de changements climatiques, on pourra ainsi sélectionner des semences adaptées, favorables à une gestion durable de nos forêts.

Photo par Raphaël Dawant

Ces images aux couleurs étonnantes, mais réelles, illustrent qu’il est possible de créer du relief sur des circuits électroniques, habituellement en 2D. Ainsi, en ajoutant quelques « vallons », on ouvre la voie à de nouveaux dispositifs électroniques. L’image de gauche est composée d’un seul matériau (un polymère) et développée par lithographie, une technique de microfabrication; les couleurs montrent l'effet sur la réflexion de la lumière des différences d'épaisseur nanométrique. L’image de droite est composée de plusieurs matériaux, et elle est gravée par plasma : des ions bombardent la surface, forgeant une topographie hautement contrôlée. Les couleurs dépendent ici du métal utilisé – allant du bleu pour l’aluminium, au doré pour le nitrure de titane.

Photo par Grégoire Bonnamour

Voici un segment de nerf sciatique prélevé sur un souriceau. On distingue, en rouge, les faisceaux d’axones qui courent dans le nerf, entourés des cellules gliales (vert), qui leur servent notamment de support. Or, ces dernières ont la capacité, grâce au facteur de transcription Nr2f1 (bleu), de se différencier en mélanocytes, qui colonisent la peau et lui donnent sa coloration. Chez les personnes atteintes du syndrome de Waardenburg de type IV, l’expression de Nr2f1 est déréglée, ce qui provoque un déficit en mélanocytes, et donc une perte de la pigmentation et de l’équilibre. Les mélanocytes, en effet, jouent aussi un rôle clé dans le fonctionnement de l’oreille interne!

Photo par Ophélie Martinie

Les réseaux neuronaux de notre cerveau s’apparentent à des autoroutes (jaune-orange) ou à des routes secondaires (bleu). Ici, vus du dessus par neuro-imagerie, les deux hémisphères du cerveau d’un enfant de 9 ans. Leur asymétrie est frappante. Elle témoigne de lésions survenues lors du développement du fœtus, d’où une paralysie cérébrale. Et, visiblement, l’hémisphère gauche contient beaucoup moins de routes. Cela se traduit entre autres par des problèmes moteurs. Déchiffrer la carte routière neuronale chez les enfants atteints est crucial afin de mieux comprendre leurs symptômes et d’améliorer les interventions, qui, à ce jour, n’ont qu’une efficacité modérée.

Photo par Aida Romera Barbera

Ce minuscule œuf de Trichuris trichiura est vieux de plus de 150 ans. Il a été retrouvé dans l’ancienne latrine d’une maison bourgeoise du début du 19e siècle, au cœur du Vieux-Limoilou à Québec. Bien que mort, son embryon est toujours visible en son centre. Sa découverte, une aubaine pour les archéoparasitologues, confirme qu’à cette époque, alors que les systèmes d’égouts n’existaient pas, plusieurs de nos ancêtres étaient aux prises avec la trichocéphalose, une maladie parasitaire intestinale occasionnée par T. trichiura. On estime aujourd’hui qu’il y a entre 450 millions et 1 milliard de cas actifs, et ce, surtout dans les pays chauds, humides et pauvres en infrastructures.

Photo par Redouane Amrar

L’ordinateur quantique offrira une puissance de calcul phénoménale comparativement à celle d’un ordinateur classique. Il effectuera ses calculs à l'échelle atomique, et pour cela, ses composantes micro-électroniques, tels les mémoires et les transistors à atome unique, devront être miniatures. Afin d’assurer l'interconnexion entre ces composantes, on utilise un procédé d'évaporation de métal noble, par exemple l'or (Au). Encore que cette technique soit bien maîtrisée, il arrive que certaines surfaces ne tolèrent pas le dépôt du métal : en témoignent ces structures nanométriques d’or ayant bourgeonné sur une puce de silicium et qui évoquent les tentacules d’une anémone de mer.

Photo par Walid Idi

Ce réseau de neurones humains est observé non pas à partir d’un cerveau, mais plutôt d’une boîte de Pétri. Il a été généré grâce à la différenciation de cellules progénitrices neurales. Devenus rapidement matures et fonctionnels, ces neurones, ayant les mêmes caractéristiques que les nôtres, permettent de mieux comprendre, par exemple, les mécanismes des maladies neurodégénératives. On peut aussi utiliser ce genre de modèle dans le cadre d’études en pharmacologie et en toxicologie pour évaluer les effets de médicaments. Même si nous sommes loin d’avoir ici un véritable cerveau, ce réseau neuronal représente un excellent modèle pour la recherche!

Photo par Audrey Diouf-Lewis

Saviez-vous que, chaque année, les agriculteurs québécois utilisent 4000 tonnes de pellicule de plastique pour envelopper leurs balles de foin? L’équipe de COALIA souhaite donner une seconde vie à cette pellicule à usage unique. Comme le révèle cette image de microscopie, le film est constitué de deux couches de plastiques différents : du polyéthylène et de l’EVA. Cela lui confère souplesse et robustesse. En revanche, le recyclage se complique, puisque ces plastiques ne peuvent pas être séparés. Toutefois, l’équipe de recherche a réussi à fabriquer de nouveaux produits, tels que des tuyaux d’irrigation utilisables en agriculture.

Photo par Claudia Covarrubias

Sous nos yeux se pavane le maître du système urinaire : le détrusor. Lors de la miction, soit l’action d’uriner, ce muscle de la vessie se contracte pour évacuer le liquide. L’étude de ces cellules musculaires lisses (en vert) et de leurs noyaux (en bleu) permet de repérer les protéines impliquées dans l’incontinence urinaire, associée à une vessie hyperactive. À terme, les recherches réalisées sur ce muscle, dont le fonctionnement est régulé par le système nerveux, pourront contribuer au traitement d’autres conditions neurologiques où la miction est affectée, comme la maladie de Parkinson et la sclérose en plaques.

Photo par Monsif Baraka

Non, ce n'est ni un pull de laine ni un stéréogramme (image 2D donnant l’illusion d’une scène 3D)! C’est tout simplement un champ de maïs de la région de Bellechasse. Cette image a été prise à 50 mètres d'altitude par un drone équipé d’une caméra multispectrale. Grâce à cette technique de pointe, on cartographie plus facilement les résidus de culture, telles les tiges de graminées. On peut ainsi en déterminer l’emplacement et la quantité. Ces données permettent de tirer un meilleur profit de ces matières végétales qui enrichissent les sols tout en freinant l’érosion. C’est là une belle pratique de développement durable.

Photo par Valérie Watters

Depuis maintenant près de 15 ans, on crée en laboratoire des versions miniatures et simplifiées d’organes appelées organoïdes. Ces structures tridimensionnelles sont formées à partir de cellules souches ayant la capacité de se différencier en divers types. Ici, on voit la coupe d’un « mini-cerveau », dans lequel on discerne des neurones matures en rouge, de futurs neurones en vert, et les noyaux cellulaires en bleu. Pour ses travaux, la doctorante entend vérifier comment l’ajout d’un ARN long non codant (molécule intervenant dans les processus génétiques) peut influencer la formation d’un tel organoïde cérébral.

Photo par Morgan Botrel

Ces îles flottantes sont composées d’amas enchevêtrés d’algues filamenteuses (chlorophytes) recouvrant des plantes aquatiques submergées. Une scène inusitée croquée au lac Saint-Pierre, un élargissement du fleuve Saint-Laurent. Deux semaines auparavant, les îlots étaient absents. Une baisse rapide du niveau de l’eau les a fait émerger. Une telle apparition soudaine témoigne du fait que les herbiers aquatiques sont soumis à des conditions extrêmement variables. Ces habitats rendent divers services, notamment la rétention et l’élimination des polluants dont les nitrates, le sujet à l’étude ici. L’image suggère que la capacité d’épuration de tels habitats dépend davantage des algues microscopiques associées aux plantes que des plantes elles-mêmes.

Photo par Ingrid Berenice Sanchez Carrillo

Bien que le noyau de la majorité des cellules soit sphérique ou ovale, des exceptions existent. Cette image montre l’épiderme d’une feuille appartenant à l’espèce Arabidopsis thaliana, une plante-modèle prisée des biologistes. Après avoir subi une modification génétique – la surexpression d’une protéine présente dans les pores nucléaires –, la plante exhibe des noyaux formant de longs filaments (en turquoise). En magenta, on voit les chloroplastes chargés de capter la lumière durant la photosynthèse. À la surprise des chercheuses et chercheurs, ce plant d’A. thaliana s’est développé presque normalement même s’il a été génétiquement modifié. Reste à découvrir ce qui provoque la déformation des noyaux de son épiderme.

Photo par Alexis Leconte

Cette image du cerveau d’une souris révèle la structure arborescente des vaisseaux sanguins de l’animal. Elle a été obtenue sans chirurgie, simplement en posant sur la tête du rongeur une sonde émettant des ultrasons. On voit ici le parcours de millions de microbulles injectées dans le sang, qui circulent depuis les plus grosses artères jusqu’aux plus petits capillaires. On obtient ainsi des images du flux sanguin à un niveau de détail inégalé! Cette technique est sans danger, les microbulles étant rapidement éliminées par les poumons. À terme, elle pourrait permettre de mieux comprendre l’origine et la progression de maladies cérébrales comme l’Alzheimer.

Photo par Wendy Wang

Cette image montre des populations d’interneurones dans le cervelet d’une souris. Les interneurones, ou neurones intercalaires, sont des cellules du système nerveux qui communiquent entre elles et servent d’intermédiaires entre les neurones sensoriels et les neurones moteurs. Nous utilisons des virus naturels qui ont tendance à infecter les cellules du cerveau pour transporter des protéines à fluorescence jusque dans cette partie du système nerveux. En procédant de la sorte, nous pouvons étudier la fonction et la morphologie de certaines cellules. Sur l’image, on observe, en noir, des interneurones inhibiteurs (qui diminuent l’activité des neurones moteurs) dont la structure est mise en évidence à l’aide de protéines à fluorescence; ce que vous voyez en rouge, c’est le noyau de certains de ces interneurones. Nous espérons que nos travaux nous aideront à mieux comprendre la formation des circuits fonctionnels du cerveau au cours du développement des organismes.

Photo par Toby Brown

Cette image montre la lueur du plasma brulant à des millions de degrés dans l’amas de la Vierge, une région de l’espace aux conditions particulièrement extrêmes. On constate une diminution du nombre d’étoiles qui se forment dans cet amas; les galaxies y meurent, et les astronomes cherchent le coupable. Nos travaux portent sur 49 galaxies qui, avec des milliers d’autres, se déplacent dans l’amas à des millions de kilomètres à l’heure, naissant et mourant au gré des phénomènes physiques violents qui se produisent dans leur environnement. Afin de déterminer les phénomènes à l’œuvre et leurs effets sur le cycle de vie des galaxies, nous utilisons des données pour suivre la destruction des vastes réserves de gaz dense à partir desquelles se forment les étoiles. En étudiant des images époustouflantes comme celle-ci nous pouvons en conclure que des phénomènes physiques externes peuvent atteindre le cœur des galaxies, faire disparaitre le gaz nécessaire à la formation d’étoiles et avoir un effet considérable sur l’évolution des galaxies qui sont absorbées par l’amas.

Photo par Janna M. Andronowski

Biographes de notre vie et véritables archives biologiques, les os sont des tissus vivants dynamiques qui évoluent constamment et enregistrent notre histoire tout au long de notre existence. Pendant le processus de remodelage osseux, des groupes de cellules s’adaptent en fonction des changements dans notre alimentation, de notre régime d’activité physique et des substances que nous ingérons (comme les médicaments). Cette image est un rendu tridimensionnel à haute résolution qui a été produit grâce à la tomographie micro-informatisée par rayonnement synchrotron au Centre canadien de rayonnement synchrotron, la seule installation du genre au Canada. Elle permet de voir l’épaisseur des canaux vasculaires intraosseux (en bleu et en violet) et le processus de remodelage des os à l’œuvre (forme ovale de couleur or), au cours duquel les cellules osseuses montrent leur remarquable capacité à s’adapter aux contraintes physiologiques qui changent continuellement. Le remodelage laisse derrière des traces durables qui peuvent être étudiées des siècles après notre mort.

Photo par Mahdiar Dargahi
Luca Sorelli

Le ciment Portland ordinaire utilisé comme liant du béton est à l’origine de 10 % des émissions de CO₂ dans le monde. Or, en le remplaçant partiellement par des ajouts cimentaires, on arrive simultanément à réduire les émissions et à améliorer la durabilité et les propriétés mécaniques du béton. Toutefois, cela requiert une bonne compréhension des liens entre la microstructure complexe des ajouts cimentaires et leurs propriétés macroscopiques. Une nouvelle méthode d’essai non destructif nous permet d’étudier les propriétés mécaniques des prismes de pâte de ciment à l’échelle microscopique. Il s’agit d’une technique d’indentation spécialisée qui consiste à exercer une compression uniaxiale non confinée sur le matériau à une échelle microscopique. Obtenue au moyen d’un microscope électronique à balayage, cette image montre des échantillons d’essai dans lesquels l’un des prismes s’est déformé et a pris la forme d’un cœur.

Photo par Brielle Comartin

La moule zébrée est une espèce envahissante de mollusque eurasien qui étouffe les populations de moules indigènes d’Amérique du Nord. Elle s’attache, de manière envahissante, aux coquilles des moules nord-américaines, ce qui peut suffoquer les hôtes, les priver de nourriture, drainer leur énergie et causer leur mort. Dans le cadre de nos travaux, nous étudions les effets de cet envahissement sur les moules indigènes d’un lac du Québec dont la composition chimique de l’eau était jusqu’à récemment considérée comme sous-optimale pour le foisonnement de la moule zébrée. Or, au cours d’une sortie exploratoire en plongée autonome dans le lac en question, nous avons pu constater un degré alarmant d’envahissement par la moule zébrée, comparable à celui observé dans des habitats présentant les conditions jugées optimales pour la prolifération de l’espèce. La moule zébrée ayant décimé des populations entières de moules indigènes, nous espérons que notre étude nous éclairera et nous permettra d’améliorer notre façon d’évaluer les risques afin de mieux cerner les milieux où la biodiversité indigène est particulièrement vulnérable à cette espèce envahissante.

Photo par Yaroslava Poroshyna
Gabriel Ciccarelli
Sebastien S.M. Lau-Chapdelaine

Une détonation est un phénomène extrêmement puissant et destructeur. Elle consiste en un type de combustion explosive : des réactions chimiques complexes génèrent de la chaleur et causent la formation d’ondes transversales qui se propagent (ondes de choc ou ondes de détonation). Lors de cette propagation, des motifs appelés cellules de détonation se forment. Pour mesurer la taille de ces cellules, on utilise une feuille de métal recouverte d’un dépôt de carbone (suie). Le motif délicat que l’on peut voir sur l’image est l’empreinte laissée par une détonation; on y distingue clairement le contour des cellules de détonation. L’objectif de nos travaux est de comprendre le mécanisme qui sous-tend la formation de cette structure. La connaissance ainsi acquise nous permettrait d’exploiter le potentiel des détonations et d’ouvrir la voie à de nombreuses avancées dans des domaines variés allant de la propulsion à la gestion des ondes d’explosion.

Photo par Brittany Carr

Cette image montre la rétine d’une grenouille appelée xénope du Cap (Xenopus laevis). La rétine, soit la couche neurale qui tapisse le fond de l’œil, capte la lumière et la transpose en signaux visuels. Il s’agit d’un tissu hautement structuré qui se compose de cinq types de neurones ainsi que de cellules gliales qui assurent des fonctions de soutien. En magenta, on aperçoit les segments externes des bâtonnets et des cônes, les parties des neurones photorécepteurs qui captent la lumière. La première couche verte (juste sous les bâtonnets et les cônes en magenta) comprend les segments internes des cônes, tandis que la couche verte que l’on voit un peu plus bas montre un autre type de neurones rétiniens : les cellules bipolaires. En orangé, tout en haut de l’image, on aperçoit les cellules de Müller (cellules gliales) et les composants cytosquelettiques de cellules voisines appelées épithélium pigmentaire de la rétine. Enfin, les taches bleues montrent le noyau cellulaire des neurones rétiniens.

Photo par Nahanni Young
Guoxiang Chi

Les inclusions fluides sont des liquides ou gaz contenus dans les cavités souvent ultramicroscopiques d’un minéral. Leur analyse permet de remonter dans le temps, sur des millions d’années, pour étudier la composition des fluides à l’origine des gisements minéraux. Elle sert aussi à déterminer les conditions (pression et température) dans lesquelles les gisements de métaux critiques se sont formés. Cette image montre un cristal de quartz dans un échantillon de grès extrait du gisement de minéraux rares de la zone Maw, dans le bassin de la rivière Athabasca, en Saskatchewan. Ce cristal renferme un fluide autrefois abondant dans la région, mais depuis longtemps disparu. Les bandes en dent de scie qui longent les bords du cristal sont des amas de gouttelettes et de bulles microscopiques qui ont été emprisonnées dans le cristal au fil de son développement sur des milliers d’années. Notre étude vise à comprendre, à partir de l’analyse de ces fluides, comment les gisements minéraux se sont formés et ainsi faciliter la recherche de nouveaux gisements.

Photo par Kiara Kattler

Le crabe vert (Carcinus maenas) envahit les côtes canadiennes depuis les années 1950. Comme la tendance persiste, il est impératif de prévoir et de comprendre les effets de cette invasion sur les écosystèmes et l’économie. L’étude de la réponse fonctionnelle, qui consiste à examiner la consommation des prédateurs par rapport à la densité des proies, permet d’évaluer l’effet potentiel de nouvelles relations prédateur-proie. Ce genre d’études ne porte souvent que sur les mâles, négligeant ainsi l’éventuelle influence du sexe de l’envahisseur sur les résultats. Nous avons donc réalisé, en collaboration avec la Coastal Restoration Society, une étude de la réponse fonctionnelle des crabes verts en tenant compte des différences potentielles entre les mâles et les femelles pour ce qui est de la recherche de nourriture. Nous avons déterminé que le fait d’étudier seulement les mâles pouvait mener à la surestimation des répercussions sur les proies. Cette découverte pourrait changer les façons de lutter contre le crabe vert.

Photo par Shane Feinstein

Les protéines sont des composants importants des complexes moléculaires appelés jonctions serrées, qui jouent un rôle dans l’adhérence des cellules entre elles. Ces complexes agissent à la fois comme pores, laissant passer certains ions, et comme barrières entre les cellules d’organes différents. Les claudines sont une grande famille de protéines qui entrent dans la formation des jonctions serrées. Ces protéines permettent aux ions comme le calcium d’être réabsorbés de manière sélective par les néphrons du rein. L’image montre des cellules MDCK II (lignée de cellules cultivées à partir d’un rein de chien) exprimant la protéine humaine claudine-8 (CLDN8) mise en évidence par une protéine à fluorescence verte. On voit en bleu le noyau des cellules. Les jonctions serrées entre les cellules sont marquées en rouge à l’aide d’un anticorps contre la protéine ZO-1. Les zones jaunes montrent les endroits où les claudines et les ZO-1 se côtoient dans les jonctions serrées. Une telle image peut être utilisée pour comparer le comportement de la CLDN8 à celui de versions mutantes, qui ne parviennent pas toujours à s’implanter dans les jonctions serrées. Nos travaux s’inscrivent dans une grande étude sur les mutations des claudines dans une cohorte de jeunes patientes et patients qui ont de manière récurrente des calculs rénaux composés de calcium.

Photo par Jingyi Qu

Prise à l’aide d’un microscope électronique à balayage, cette image, qui ressemble à un nid, montre un revêtement d’oxyde de zinc de 100 nanomètres d’épaisseur sur substrat de papier carbone, créé par dépôt de couches atomiques. Cette technique permet de former des revêtements très enrobants tout en contrôlant l’épaisseur de chaque couche. Le papier carbone est couramment utilisé dans la fabrication d’anodes pour les batteries aux ions de lithium; or les revêtements d’oxyde de zinc permettent d’accroitre la stabilité et la résistance de la batterie aux cycles de charge-décharge. L’auteure remercie Zoya Sadighi et Jeffrey S. Price pour leur apport au présent résumé.

Photo par Natasha Hynes

L’océan regorge de créatures microscopiques auxquelles on pense bien peu souvent, mais qui constituent pourtant la base du réseau trophique marin qui permet aux plus gros animaux des océans de survivre. Ces créatures appartiennent à différentes espèces et constituent ce qu’on appelle le zooplancton. L’annélide (ver) que l’on voit sur cette image nageait au fond de la baie de Fundy avant d’être capturé par notre filet à plancton. Mesurant à peine quelques centimètres, il est difficile à voir à l’œil nu, mais grâce à la microscopie, on peut l’observer d’assez près pour distinguer ses antennes, les appendices qui lui permettent de nager et même ses yeux. L’utilisation d’un microscope en laboratoire nous aide à calibrer nos appareils d’imagerie subaquatique et donc à étudier de façon détaillée les populations de plancton dans le temps et l’espace. La technologie nous permet ainsi de mieux comprendre ces populations et leurs effets sur la mégafaune marine et de contribuer à la mise au point de politiques de conservation marine efficaces.

Photo par Mohsen Habibi
Shervin Foroughi
Muthukumaran Packirisamy

La cavitation est un phénomène par lequel de petites bulles de gaz se forment, oscillent et éclatent dans un liquide lorsque celui-ci est soumis à des ondes ultrasonores. D’ordinaire, la cavitation est vue comme une force destructrice en ingénierie, qui cause notamment l’érosion des pales de turbine, et s’observe également comme mécanisme d’attaque fatal dans la nature. Cependant, les bulles de cavitation peuvent également avoir une action chimique et contribuer à la transformation d’un liquide en une structure solide lorsque les conditions sonores et physiques le permettent. Nous pouvons donc utiliser la cavitation à des fins de création plutôt que de destruction, comme c’est le cas avec la toute nouvelle méthode d’impression 3D par son direct. Cette image illustre ce processus : des ondes sonores sont transmises (à partir du bas) au médium d’impression; des bulles de cavitation se forment (haut de l’image) où les conditions sont telles que le médium peut ensuite se solidifier.

Photo par Jay Savaliya
Nicole Hansmeier
Tzu-Chiao Chao
Josef Buttigieg

Indicateur de la santé globale et même de la longévité, la santé intestinale est grandement déterminée par l’alimentation et l’hygiène de vie. Si certaines études indiquent que les propriétés antiinflammatoires du cannabis peuvent aussi y contribuer, il faut toutefois savoir que cette substance a des effets complexes sur le microbiome intestinal. Notre étude vise à analyser les effets d’une exposition à long terme au cannabis sur les capacités cognitives et la santé intestinale des rats. L’image offre un aperçu de l’intestin grêle d’un rat, coloré avec du pentachrome de Movat. On y voit un réseau de capillaires (en jaune, avec des globules rouges colorés en magenta à l’intérieur) entourés de cellules épithéliales (en safran) et de cellules caliciformes (en turquoise). Ces dernières produisent des couches de mucus protectrices qui s’intercalent entre les tissus et les bactéries de l’intestin.

Photo par Christa Hercher

Cette image montre des astrocytes et des neurones dans le cervelet (ou petit cerveau) d’un humain. Les cellules gliales en forme d’étoiles, appelées astrocytes, ont été marquées à l’aide de la protéine acide fibrillaire gliale (magenta) et de la protéine ALDH1L1 (cyan). Le DAPI a été utilisé pour faire ressortir le noyau (en jaune sur l’image), ce qui permet de constater la densité des cellules dans la couche granulaire. Les grosses cellules ovoïdes foncées sont des cellules de Purkinje, les principaux neurones de sortie inhibiteurs. Le cervelet jouerait un rôle dans la régulation des émotions et la cognition, deux fonctions essentielles perturbées par le trouble dépressif majeur (TDM). Des examens posthumes ont révélé un dérèglement des astrocytes dans le cerveau des personnes atteintes d’un TDM, mais on ne sait rien de l’altération de ces cellules dans le cervelet. Nos travaux visent donc à vérifier la présence de cellules de Purkinje et d’astrocytes aberrants dans le cervelet des personnes souffrant d’un TDM. Nous espérons ainsi définir les types de cellules et les réseaux caractéristiques du TDM afin de trouver de nouvelles cibles de traitement dans le cerveau.

Photo par Ann Kuganathan
Niki Sadat Afjeh

Cette image montre des artères d’un modèle de rat présentant une hypertension spontanée (SHR, pour spontaneously hypertensive rat); le vaisseau de droite est enrobé de tissus adipeux (gras) tandis que celui de gauche ne l’est pas. Les modèles SHR permettent d’étudier les cas d’hypertension artérielle essentielle (de cause inconnue), forme que présentent 95 % des sujets hypertendus. En situation d’hypertension, le stress oxydatif est très marqué à la fois dans les vaisseaux et dans les tissus adipeux; on peut en voir l’importance sur l’image (en rouge). Les deux vaisseaux illustrés proviennent d’un modèle de rat SHR auquel on a administré une solution saline. Cependant, le vaisseau de droite a été placé en coincubation avec des tissus adipeux d’un rat ayant reçu de la follistatine — une protéine antioxydante — pendant huit semaines. En à peine 30 minutes de coincubation, le stress oxydatif du vaisseau a grandement diminué. L’administration répétée de follistatine a aussi réduit la pression artérielle des rats. Les thérapies novatrices ciblant les tissus adipeux pour favoriser la santé des vaisseaux et abaisser la pression artérielle gagnent du terrain.

Photo par Tran Minh Hai
Elham Sadat Abtahi

Les produits dérivés des combustibles fossiles ont des répercussions néfastes sur la santé de notre planète, une situation que vise à rectifier le biodesign (qui s’inspire d’éléments naturels, végétaux ou animaux). Par exemple, les remarquables filets fibreux que l’on voit sur cette photo, prise au microscope, sont des cyanobactéries (algues bleu-vert) qu’on trouve en abondance dans de nombreux lacs du monde. Les cyanobactéries sont la plus vieille forme de vie sur Terre; d’un bleu éclatant, nous les utilisons pour mettre au point une encre biologique plus naturelle et sure que les encres traditionnelles, souvent produites à partir de pétrole brut lourd. Nous espérons ainsi réduire l’empreinte carbone de l’humanité.