L’Inserm

Au cœur des sciences de la vie et de la santé

’Inserm, Institut national de la santé et de la recherche médicale, créé en 1964, est le seul organisme public français dédié à la recherche biologique, médicale et en santé des populations.

Multidisciplinaires, ses équipes mènent des recherches sur la plupart des maladies, y compris les plus rares. Scientifiques ou médecins, ses chercheurs assurent une recherche translationnelle, dans un va-et-vient constant entre le laboratoire et le lit du patient. L’Inserm est acteur de la valorisation des connaissances issues de ses travaux. Les résultats de la recherche fondamentale peuvent ainsi faire l’objet d’études dans la cinquantaine de centres d’investigation clinique créés en partenariat avec l’Hôpital. Sa filiale privée, Inserm Transfert, aide les chercheurs à établir la preuve de concept de leur innovation, et intervient pour le dépôt des brevets et la recherche de partenaires industriels. L’Inserm est membre fondateur d’Aviesan*, l’Alliance nationale pour les sciences de la vie et de la santé créée en 2009. Chargée de l’analyse stratégique et de la programmation nationale de la recherche dans le domaine biomédical, Aviesan est organisée autour de dix instituts thématiques multi-organismes :

Bases moléculaires et structurales du vivant

Biologie cellulaire, développement et évolution

Cancer

Circulation, métabolisme, nutrition

Génétique, génomique et bioinformatique

Immunologie, hématologie, pneumologie

Microbiologie et maladies infectieuses

Neurosciences, sciences cognitives, neurologie, psychiatrie

Santé publique

Technologies pour la santé

* Membres d’Aviesan : CEA, CNRS, CHRU, CPU, INRA, INRIA, INSERM, INSTITUT PASTEUR, IRD

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Science/Fiction : voyage au cœur du vivant

Saison 2

es tableaux de l’exposition font se croiser, en surimpression, des

photographies scientifiques issues de la banque d’images de

l’Inserm et des gravures anciennes illustrant l’œuvre de Jules

Verne. Ces images saisissantes ont été créées par Eric Dehausse,

iconographe de l’Inserm. Pour accompagner ces noces insolites de la fiction

et de la connaissance, l’écrivain Bernard Werber, auteur de la trilogie des

Fourmis a conçu un conte. L’idée d’un dialogue à distance avec Jules Verne,

père de la science-fiction moderne, s’imposait : « pour moi, c’est l’initiateur.

C’est celui qui m’a donné envie de voyager loin en ouvrant un livre, c’est lui qui

m’a appris qu’avec des mots on peut faire exploser toutes les frontières. ».

Bernard Werber s’est livré à une véritable expérience : une immersion

totale dans les images, suivie d’une heure d’écriture spontanée, quasi-

automatique.

Pour cette saison 2, le voyage continue, les héros de Jules Verne

s’échappent des méandres du corps humain pour de nouvelles aventures

dans les laboratoires où se font les découvertes de la recherche médicale.

Dans une nouvelle scénographie, résolument steampunk, l’Inserm propose

vingt-deux nouveaux tableaux.

La recherche est ici plus que jamais une invitation au voyage. Voyage dans

le temps, retour vers le futur…

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Serimedis, la banque d’images de l’Inserm

es milliers de photos et de vidéo issues des laboratoires de recherche de l’Inserm sont accessibles sur le site internet. Serimedis est une banque d’images ouverte à tous les publics.

En accès libre, elle recense 50 ans de photos et vidéos produites par la communauté scientifique. Grâce au catalogue qui compte plus de 15 000 photographies et 1 500 vidéos, les utilisateurs disposent d’un large éventail de choix pour illustrer les grands domaines de la recherche. Ergonomique et pratique, Serimedis permet de stocker, sauvegarder et diffuser les richesses iconographiques de l’Institut de la santé et de la

recherche médicale. Chaque jour, la banque d’images de l’Inserm continue de s’enrichir de nouvelles photos et vidéos.

www.serimedis.inserm.fr

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© Michel Thiebaut de Schotten

Les techniques actuelles d’imagerie scientifique et médicale

a plupart des photographies scientifiques de l’exposition proviennent des laboratoires de recherche de l’Inserm. Elles sont issues d’observations réalisées au microscope, par scanner ou par

échographie. Les principaux types de microscopie utilisent des ondes constituées soit de photons (microscopie optique), soit d’électrons (microscopie électronique). La plus petite distance entre deux points perceptible par l’œil humain est d’environ 2/10e de mm. Ce pouvoir de résolution est 100 fois plus fort en microscopie optique et 100 000 fois plus fort en microscopie électronique ! La microscopie optique est la technique la plus ancienne. Elle permet d’observer les cellules. La microscopie électronique offre une résolution plus fine que la microscopie optique. Elle permet ainsi d’observer

l’architecture des cellules et leurs différents composants mais également les virus. L’imagerie médicale regroupe l’ensemble des techniques permettant aux médecins, mais aussi aux chercheurs, de visualiser certaines parties du corps sans opérer. Grâce à ces techniques, il est notamment possible de reconstituer un organe en 3 dimensions et/ou d’observer ses mouvements au cours du temps. L’imagerie structurelle ou anatomique apporte des informations sur la taille, le volume et la localisation des organes. L’imagerie fonctionnelle, elle, explore leur physiologie et leur métabolisme.

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Bernard Werber ©Denis Félix

u lycée à Toulouse, Bernard Werber lance, à 16 ans, un journal intitulé EUPHORIE qui propose des histoires à lire dans une ambiance musicale et olfactive. Pour ce magazine, il écrit une

nouvelle de sept pages avec pour thème les aventures d’une fourmilière.

Quand à 17 ans il entre à la faculté de droit, il s’astreint à quatre heures journalières d’écriture romanesque.

A 19 ans, à l’Institut de Criminologie de Toulouse, il découvre les mille manières de tuer et d’être tué. Il étudie la balistique et la pratique de l’autopsie. Chaque semaine, il assiste aux procès au tribunal correctionnel pour alimenter ses idées de nouvelles et de pièces de théâtre.

A 21 ans, il se rend à Paris et entre à l’école de journalisme, c’est à Cambrai qu’il fait son premier stage. Là, il couvre aussi bien les mariages, la météo, les accidents de voiture et les suicides de clochards que les visites de centres aérés, les escroqueries et les inaugurations de piscine.

A 22 ans, il gagne un concours de jeunes reporters, qui lui finance son premier grand reportage sur les terribles fourmis Magnan de Côte-d’Ivoire. A son retour, il entre comme pigiste dans plusieurs hebdomadaires parisiens : L’Evènement du Jeudi, Le Point et VSD. Il se fixe finalement comme journaliste scientifique au Nouvel Observateur. Il y restera six ans.

Réunissant la matière de douze années d’écriture, son ouvrage, Les Fourmis, constitue un manuscrit de 120 pages. Albin Michel prend le risque d’éditer ce « drôle de bouquin » dont les héros sont en partie des fourmis. Dans son petit studio parisien, Bernard Werber installe sur son bureau une immense fourmilière dans un aquarium de verre. Myrmécopolis, avec plus de 800 citoyennes fourmis rousses et une reine féconde : Emilie 1ère. Il

observe cette fourmilière afin de trouver des idées pour Le retour des fourmis, son deuxième roman. De leur côté, Les fourmis entament une carrière étrangère et sont traduits en plus de 18 langues.

Le jour des fourmis est un succès en France. Les fourmis, publié en livre de poche, devient le roman utilisé par les professeurs de français qui veulent donner le goût de la lecture aux élèves.

A 31 ans, il écrit Les Thanatonautes (mot qu’il invente en utilisant le grec thanatos, dieu de la mort et nautis, explorateur), utilisant pour cela les mythologies et diverses croyances y compris le chamanisme et les religions disparues.

Bernard Werber a 34 ans. Il publie La Révolution des fourmis, dernier volet de sa trilogie, où il décrit comment les jeunes pourraient changer le monde sans violence, en utilisant le rock n’roll, internet, et en observant les détails les plus anodins de la nature qui les entoure. Suivront les grands succès que nous lui connaissons. http://www.bernardwerber.com

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Fiche 1 ©Inserm/Daniel Pissaloux

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Pour chaque organe atteint, il n’existe pas un mais plusieurs cancers possédant chacun sa propre signature génétique. Les chercheurs visent à les caractériser pour adapter le traitement au patient. La technique d'hybridation fluorescente in situ* (FISH) permet ainsi la détection des anomalies du nombre de copies du gène HER2 dans les chromosomes. Les signaux verts représentent le gène HER2, les signaux rouges représentent les centromères, parties centrales des chromosomes 17, et les noyaux des cellules tumorales sont contre-colorés en bleu. Ici, on note une absence d'amplification du gène HER2 : en cas de cancer, celui-ci devient « hyperactif » car il multiplie son nombre de copies ou surexprime sa protéine. Cela constitue un marqueur pour le diagnostic et le traitement. Le cancer du sein est ici concerné. Complément de description :

Le cancer est une maladie génétique qui affecte la plupart des tissus et organes. À la suite de mutations, une cellule devient immortelle ; en se divisant à l’infini, elle nourrit la tumeur et finit par produire des métastases*. Avec le vieillissement, le nombre de cancers est en augmentation dans la population. On pense que des facteurs d’environnement jouent aussi un rôle. La médecine personnalisée du cancer sera au cœur des traitements de ce siècle. Pour chaque tumeur d’un organe, comme le sein dans cette image, il existe plusieurs dizaines de variantes moléculaires. Par ailleurs, chaque patient répond différemment au traitement (chimiothérapie, radiothérapie, chirurgie). La médecine personnalisée consiste à identifier le type précis de la tumeur et, en fonction du patient, à choisir le traitement optimal. Lexique :

Métastase : migration de cellules cancéreuses en dehors de la tumeur maligne d’origine. L’enjeu est de traiter un cancer avant qu’il ne commence à métastaser dans l’organisme et à produire des tumeurs secondaires. D’où l’importance d’un diagnostic précoce et précis.

Hybridation par fluorescence in situ : sur une sonde, on place un brin d’ADN matrice et on l’hybride avec l’ADN prélevé sur le malade. Les sondes ont été préparées avec des marqueurs fluorescents qui vont s’apparier spécifiquement aux gènes étudiés. Technique d’imagerie : Hybridation fluorescente in situ (FISH), microscopie à fluorescence Sources scientifiques : http://www.inserm.fr/thematiques/cancer/dossiers/cancer-du-sein http://www.e-cancer.fr/les-cancers/cancer-du-sein

Roman Jules Verne : De la Terre à la Lune, 1865

© De la Terre à la Lune, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Dans ce roman d'aventure et d'anticipation, Jules Verne imagine une aventure extraordinaire et palpitante : après la fin de la Guerre de Sécession, le Gun Club de Baltimore aux États-Unis tente d'envoyer un obus habité par trois hommes sur la Lune! L'œuvre est devenue une référence dans le domaine de la science-fiction avec de nombreux héritiers comme le roman de H. G. Wells, Les Premiers Hommes dans la lune, en 1901. Le roman a été adapté de nombreuses fois à l'écran, pour le cinéma et la télévision, et ce dès 1902, avec Georges Méliès et Le Voyage dans la Lune. De la Terre à la Lune forme la première partie d'un diptyque, qui se clôt avec Autour de la Lune. À propos du livre : La conquête de l’espace est la poursuite naturelle de la conquête du globe dont Jules Verne est témoin. Mais les militaires cèdent pour cela la place à des savants, dont l’exploration est motivée par la volonté de savoir, le désir de comprendre. Jules Verne fait rêver ses jeunes lecteurs avec ces aventures lunaires, mais il en profite comme toujours pour les éduquer sur les progrès de l’astronomie ou les techniques de l’artillerie. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/De_la_Terre_%C3%A0_la_Lune http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 2 ©Inserm/Patrice Latron

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Les enzymes* sont des protéines constituées par l’association d’acides aminés qui accélèrent les réactions dans l’organisme. On en compte plusieurs milliers. Véritable boîte à outils du vivant, les enzymes permettent notamment de réparer l’ADN* endommagé, ce qu’un chercheur analyse ici. Complément de description : Chaque molécule d’ADN contient environ 25 000 à 30 000 gènes, ce qui est beaucoup. Les chercheurs s’intéressent généralement à quelques-uns d’entre eux. Pour travailler, ils vont donc rechercher des gènes dans le labyrinthe de l’ADN, parfois aussi les découper, les marquer ou les transférer ailleurs. Pour cela, il leur faut de minuscules outils capables de modifier le vivant sans l’endommager : ce sont notamment les enzymes. En présence d’une enzyme, la réaction chimique peut être des millions de fois plus rapide qu’en son absence. Les enzymes sont présentes partout dans le métabolisme des organismes vivants : on connaît plusieurs milliers de réactions biochimiques qui sont ainsi catalysées (accélérées). Les enzymes de restriction sont une classe particulière, que l’on a identifiée à l’origine sur des bactéries : elles sont capables de repérer les virus qui les agressent et de couper l’ADN viral pour restreindre la virulence (d’où leur nom de restriction). Elles occupent une place centrale en biologie moléculaire : grâce à elles, on peut en effet couper la longue molécule d’ADN sur des sites définis à l’avance. On peut aussi insérer dans l’ADN des fragments qui exprimeront telle ou telle propriété. Les enzymes de restriction sont donc un auxiliaire précieux du génie génétique, appliqué à la médecine ou à l’agronomie. On en répertorie aujourd’hui plusieurs centaines. Elles sont utilisées depuis les années 1970. Lexique : ADN : acide désoxyribonucléique. Il s’agit d’une longue molécule formée de deux brins complémentaires enroulés en hélice (double hélice). Elle est présente dans les cellules de tous les êtres vivants, formant le support de l’information génétique. Cette dernière est codée en quatre lettres formées par les bases (molécules) chimiques présentes sur l’ADN, adénine (A), cytosine (C), guanine

(G), thymine (T). L’ADN est à l’origine des réactions chimiques qui vont produire les protéines de l’organisme. Enzyme : catalyser une réaction chimique signifie en accélérer le rythme. L’enzyme accomplit ce rôle en transformant rapidement une molécule-substrat en molécules-produits. Sources scientifiques : http://www.futura-sciences.com/fr/definition/t/chimie-2/d/enzyme_710/ http://www.edu.upmc.fr/sdv/masselot_05001/genes_et_genomes/fragmentation.html

Roman Jules Verne : Un Capitaine de quinze ans, 1878

© Un Capitaine de quinze ans, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Agé de 15 ans, Dick Sand embarque comme mousse à bord du baleinier Pilgrim. Mais le capitaine du navire disparaît dans une chasse à la baleine, et le jeune Dick se retrouve seul maître à bord. Sur le chemin du retour vers la Californie, il devra affronter de nombreux périls pour ramener l’équipage sain et sauf. À propos du livre : Dans ce roman qui figure parmi les plus abordables de Jules Verne, l’auteur revient sur un certain nombre de thèmes qui lui sont chers : le voyage initiatique, la dénonciation de l’esclavagisme, les mœurs exotiques des pays lointains (ici Afrique). Mais Un capitaine de quinze ans est aussi un véritable roman d’initiation à la vie adulte, à travers les responsabilités que doit prendre le jeune mousse Dick Sand, les épreuves qu’il doit endurer et sa découverte de l’esprit des adultes, parfois plein de travers comme celui du manipulateur Negoro. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Un_capitaine_de_quinze_ans http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 3 ©Inserm/ Michel Hirsch

Description scientifique (figurant sur le panneau) : La cryofracture est un procédé technique utilisé pour observer au microscope électronique à transmission (MET) des échantillons biologiques dont l’état d’origine est fluide. Après avoir été vitrifié à une température de -170 °C ou de – 200 °C, l’échantillon est fracturé. Ces lignes de fracture rendent possible une observation de zones qui, sans ce procédé, resteraient inaccessibles. Cette image présente une cryofracture de l’épithélium du corps ciliaire de l’œil. Cet épithélium tapisse la chambre postérieure de l'œil et participe à l'élaboration de l'humeur aqueuse qui maintient la pression intra-oculaire et la forme du globe oculaire. Complément de description : Depuis trois siècles, les progrès de la biologie sont étroitement associés à ceux de l’imagerie : les premiers microscopes optiques ont permis d’observer les constituants du vivant et de fonder une démarche empirique. D’immenses progrès ont bien sûr été accomplis dans le degré de précision de cette imagerie. Le microscope électronique permet aujourd’hui des observations à l’échelle très petite du nanomètre (50 000 fois plus fin qu’un cheveu). Mais pour cette observation qui se réalise sous vide, les tissus humains doivent être spécialement préparés et prendre une consistance solide. Le chercheur va d’abord congeler l’échantillon à très basse température, avec de l’azote liquide (-196 °C), en utilisant les propriétés de la cryogénie*. L’échantillon est ensuite fracturé afin de faire apparaître en 3D les détails de son contenu. On projette dessus une fine pellicule d’atomes métalliques, opaques aux électrons* du microscope (par exemple du platine), puis une autre pellicule, cette fois transparente aux électrons, qui va figer l’échantillon pour l’observation. Lexique : Cryogénie : étude des très basses températures (inférieures à -150 °C) et des propriétés des matériaux dans ces conditions extrêmes. Électrons : particules négatives composant l’atome avec les protons et neutrons. La microscopie électronique utilise des faisceaux d’électrons pour observer la matière.

Technique d’imagerie : Microscope électronique à transmission Sources scientifiques : http://www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/transform/competences/cryofracture.html

Roman Jules Verne : Voyages et aventures du capitaine Hatteras, 1866

© Voyages et aventures du capitaine Hatteras, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : A Liverpool, le brick Forward se prépare à une expédition. Mais laquelle ? Le capitaine en est inconnu, les membres d’équipage sont convoqués un à un, ignorant leur destination finale, les ordres sont livrés par un chien mystérieux, Duk. Comme l’expédition dépasse les côtes septentrionales du Danemark et manque d’être emportée par un iceberg, le capitaine Hatteras se révèle. Il emmène le Forward au Pôle Nord. L’expédition est terrible : accidents, dérives dans les glaces, épuisement des vivres et combustibles, milieux hostiles, mutinerie… Le capitaine Haterras atteint finalement le Pôle Nord, mais il devient fou. À propos du livre : Le Pôle Nord fascine les hommes depuis longtemps, comme le rappelle lors d’un chapitre du livre le docteur Clawbonny. Les hommes ne parviendront à le conquérir qu’au début du XXe siècle, au prix d’expéditions qui s’achevèrent souvent dans l’emprise des glaces pérennes du Pôle (Jules Verne croyait à tort, comme beaucoup à son époque, que le pôle géographique était libre de glaces). Ce roman d’aventure est l’occasion pour Jules Verne de narrer les conditions de survie dans les environnements extrêmes et de magnifier l’esprit de conquête, de dépassement de soi au service d’un objectif. Le capitaine Hatteras dessine une figure ambivalente, obsédé par le Pôle au point de sombrer dans la folie. Le véritable héros du livre est à bien des égards son chien Duk. Jules Verne met également en scène la vie des Eskimos hyperboréen (Inuits) et la rivalité anglo-américaine dans la conquête du Pôle Nord. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Aventures_du_capitaine_Hatteras http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 4 ©Inserm/Patrice Latron

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Observer et comprendre le fonctionnement de l’infiniment petit, notamment dans le domaine du vivant, passe par l’usage de microscopes multimodes qui offrent la gamme complète des techniques de microscopie à force atomique (AFM). Ces instruments sont capables de sonder la surface d’un échantillon sous l’angle de sa topographie, de son élasticité ou encore d’évaluer les champs magnétiques et électriques des surfaces, grâce à l’effet piézo-électrique*. Cette image présente une pointe OTR4 pour microscope multimode. Complément de description : Les atomes sont comme les gens : ils s’attirent, ils se repoussent ! Ces forces d’attraction et de répulsion sont de nature électromagnétique et se tiennent au niveau quantique des particules élémentaires. Un microscope à force atomique (AFM) exploite cette propriété de l’infiniment petit pour topographier des surfaces. Son élément le plus important est la pointe, dont l’angle ne fait que quelques nanomètres*, montée sur un levier très souple. Lorsque cette pointe passe au-dessus d’une surface, elle va interagir avec les atomes. En mesurant les petites variations de cette interaction, on peut dessiner la surface qui est balayée par la pointe du microscope. C’est une sorte de relief atomique, comme si les collines et les vallées d’un paysage dessinaient des champs de force. On peut aussi analyser d’autres propriétés physiques (résistance, élasticité, etc.). L’AFM est par exemple employé en tribologie, qui est la science des frottements et de l’usure des matériaux. Elle est très utile en biologie car on peut réaliser des observations en température ambiante et pression normale. L’AFM repère sans difficulté des phénomènes très petits comme l’implantation de particules virales sur une cellule infectée, par exemple. (Voir aussi fiche 21). Lexique : Effet piézo-électrique : certains matériaux (souvent des céramiques) peuvent se contracter ou se dilater sous l’effet d’une tension électrique. Cette propriété est fondamentale en AFM. Le cristal de quartz dans les montres obéit au même effet.

Nanomètre (nm) : 10-9 mètre, soit un milliardième de mètre. C’est l’ordre de grandeur du rayon de la double hélice ADN. Un atome d’hydrogène fait 0,1 nm, les plus petits virus connus sont dans l’ordre de la dizaine de nanomètres. Sources scientifiques : http://www.cea.fr/videos/dossiers/le_microscope_a_force_atomique

Roman Jules Verne : Le Tour du monde en quatre-vingts jours, 1873

© Le Tour du monde en quatre-vingts jours, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Phileas Fogg, gentilhomme anglais, a parié avec ses amis qu’il parviendrait à faire le tour du monde en 80 jours. Accompagné de son fidèle serviteur français Jean Passepartout, Fogg se lance dans l’aventure. Il est poursuivi par Fox, un policier qui le croit à tort voleur de banque, et rejoint en Inde par Mrs Aouda, appelée à devenir son épouse. Fogg parvient à gagner son pari in extremis, grâce au décalage horaire accumulé lors du périple. À propos du livre : Ce roman parmi les plus célèbres de Jules Verne est l’occasion pour l’auteur de mettre en scène le triomphe de la révolution industrielle, à travers tous les moyens de transport utilisés par Phileas Fogg et ses compagnons. Il montre également le visage de tous les pays traversés dans le voyage, diversité culturelle qui fascine cette première mondialisation. C’est le rétrécissement du temps et de l’espace, la naissance d’une Terre dont chaque habitant mesure désormais la finitude. Le personnage central de Phileas Fogg est aussi l’occasion de déployer un portrait psychologique en profondeur autour des thèmes du courage, de la fidélité, de l’excentricité et du flegme. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Le_Tour_du_monde_en_quatre-vingts_jours http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 5 ©Inserm/Emmanuel Eugène

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Pour isoler et suivre un élément du vivant, les chercheurs développent des techniques de marquage par fluorescence*. En vert, on observe ainsi en culture le corps cellulaire et en rouge les axones de neurones embryonnaires de rat. La zone d’intérêt a été marquée par une protéine, la GFP, protéine* de fluorescence verte, qui provient d’une méduse. Complément de description : En 2008, la méduse a reçu le Prix Nobel. Plus exactement trois chercheurs qui, à partir des années 1960, ont compris comment cet animal émet de la lumière et comment les hommes pourraient en profiter. Le premier chercheur (Osamu Shimomura) a examiné pas moins de 10 000 spécimens de méduses et a identifié la protéine qui émet et absorbe la lumière, appelée GFP (Green Fluorescent Portein). Le deuxième chercheur (Martin Chalfie) étudie des petits vers transparents dans les années 1980. Il a une idée géniale : insérer le gène de la protéine GFP dans le génome de son animal favori. Quand une cellule recrute ce gène, elle émet une petite lumière verte que l’on peut observer. Le troisième chercheur (Roger Tsien) a décidé dans les années 1990 d’élargir la palette de couleurs : en modifiant la GFP, il a produit diverses teintes dont le rouge, qui pénètre mieux les tissus biologiques. Mais il a aussi produit des dizaines de couleurs qui peuvent chacune suivre une lignée de cellules dans un organisme, par exemple. La GFP a révolutionné l’observation du vivant. N’ayant pas besoin d’additifs pour émettre ses photons* de lumière, s’insérant sans difficulté dans les échantillons que l’on veut analyser, elle est un véritable traceur des mystères intimes du vivant. Lexique : Fluorescence : émission de lumière. Une molécule est excitée (agitée) quand elle reçoit un photon, puis elle se désexcite en renvoyant un photon. La fluorescence est particulièrement visible en rayonnement UV. Beaucoup d’animaux ont des zones fluorescentes, ainsi que certains objets de notre vie quotidienne. Les sodas contenant de la quinine irradient sous lumière UV !

Protéine : molécule biologique formée d’acides aminés et produite par les gènes. Photon : particule formant les ondes électromagnétiques, notamment la lumière. Le fait qu’on puisse les décrire à la fois comme des corpuscules et des ondes est à l’origine de la physique quantitique (un quanta étant un paquet d’énergie). Technique d’imagerie : Microscopie en fluorescence Sources scientifiques : http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/gfp/gfp.html

Roman Jules Verne : Mathias Sandorf, 1885 © Mathias Sandorf, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Avant d'être publiée en volume, l'œuvre connut une diffusion en feuilleton. Il est dédié à titre posthume à Alexandre Dumas père, l'auteur de "Le Comte de Monte-Cristo" en 1844. Les deux romans ont des points communs, même s'ils sont bien différents : le nationaliste hongrois Mathias Sandorf s'évade d'une prison autrichienne, devient riche et se venge des différentes personnes dont il a été victime. À propos du livre : A partir du milieu du XIXe siècle, le réveil des peuples a entraîné en Europe des guerres de nationalités, perçues comme des émancipations face à l’ordre ancien. Mathias Sandorf est au coeur de cette agitation qui secoue le vieil empire austro-hongrois. Jules Verne déploie dans ce roman le thème de la trahison, de la chute et de la vengeance, avec un héros qui parvient à forcer le destin par sa volonté implacable. La science est présente à travers la formation médicale du comte Sandorf ou la figure du savant Étienne Bathory, mais ce roman est plus dramatique que scientifique, par rapport à d’autres oeuvres de l’auteur. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mathias_Sandorf http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 6 ©Inserm/Yasmina Saoudi

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Ce magnifique dégradé de couleurs vives résulte d’un triple marquage dans des cellules embryonnaires de souris. Il permet à l’observateur de distinguer le noyau (en bleu), les microtubules (en vert) et les plaques d'adhésion (en rouge). Complément de description : Les grands filaments verts qui envahissent cette image sont des microtubules. Ils jouent un rôle de premier plan dans le maintien de nos cellules grâce à leur cytosquelette*. Ce sont des tubes très fins, d’environ 25 nanomètres (2000 fois plus fins qu’un cheveu), formés par l’addition de minuscules billes d’une protéine appelée tubuline*. Ces microtubules ont un comportement dynamique : ils peuvent se faire et se défaire selon les étapes de la vie cellulaire. Ils sont particulièrement présents dans les cellules nerveuses, où ils ont en revanche une grande stabilité. La maladie d’Alzheimer est notamment associée au dysfonctionnement de la protéine tau, qui s’associe normalement à la tubuline pour former ces microtubules stables. Au lieu de cela, dans le cerveau des malades, la protéine forme des amas indistincts et ne joue plus son rôle de soutien. Les microtubules des neurones se délitent et entraînent une dégénérescence. Certaines formes rares de Parkinson proviennent aussi d’anomalie de la protéine tau (taupathies*) et des microtubules. Lexique : Cytosquelette : squelette des cellules, qui assure leur maintien. Taupathies : pathologies liées à la protéine tau, qui stabilise normalement les microtubules. Tubuline : protéines dont l’assemblage forme un microtubule. Technique d’imagerie : Microscopie en fluorescence

Sources scientifiques : http://www.ulysse.u-bordeaux.fr/atelier/ikramer/biocell_diffusion/gbb.cel.fa.104.b3/content/access.htm

Roman Jules Verne : Vingt mille lieues sous les mers, 1869

© Vingt mille lieues sous les mers, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Dans ce roman, le scientifique français Pierre Aronnax, son fidèle domestique Conseil et le harponneur canadien Ned Land sont capturés par le capitaine Nemo qui navigue dans les océans du globe à bord du sous-marin Nautilus. L'aventure donne l'occasion de descriptions épiques (dont un enterrement sous-marin, un combat contre des calamars géants, etc.). À propos du livre : Dans ce roman, Jules Verne fait l’éloge des conquêtes du monde moderne, qu’il s’agisse de l’énergie (électricité, vapeur) ou de l’exploration (Pôle Sud). Vingt mille lieues sous les mers est l’occasion de faire découvrir au public la richesse de la vie marine, et aussi tout son mystère que symbolise indirectement la vie secrète de Nemo. Œuvre d'anticipation, Vingt mille lieues sous les mers comporte plusieurs épisodes qui témoignent de l'imagination de son auteur : le Nautilus passe sous le canal de Suez avant sa percée officielle, et sous l'Antarctique, dont on ignorait à l'époque qu'il s'agissait d'un continent et non de glace flottante, comme l'Arctique. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Vingt_mille_lieues_sous_les_mers http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 7 ©Inserm/Patrice Latron

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Ce ne sont pas des goulots de bouteille en rangées, mais des boîtes de cristallisation permettant notamment de préparer des protéines* en vue de leur observation. Complément de description : Diamant, améthyste, quartz… quand on parle de cristaux, on pense naturellement au monde minéral plutôt qu’au monde organique. Et pourtant, la biologie doit beaucoup à la science qui étudie les cristaux, la cristallographie. Quand un cristal reçoit un rayon X, ses atomes vont modifier l’angle du rayonnement. Cela s’appelle la diffraction. En analysant les détails de cette diffraction, on peut reconstituer les atomes du cristal. C’est une sorte de carte d’identité structurelle à partir de l’image de diffraction : des molécules différentes produiront des déviations différentes du rayonnement qu’elles reçoivent. À partir des années 1930, on a commencé à s’intéresser aux protéines qui composent le vivant : après les avoir cristallisées, les rayons X ont révélé peu à peu leur structure. Et leur fonction, car l’efficacité des protéines vient de ce qu’elles se déploient en trois dimensions : leur forme est donc importante. Une protéine déformée peut donner une maladie, d’où l’importance de la biologie structurale*. Cristalliser une protéine dans une boîte où elle est en solution n’est pas toujours chose facile : certaines le font très bien, d’autres demandent beaucoup de recherche sur les meilleures conditions de pH, de température, de sels chimiques, etc. Quand on a trouvé le bon procédé de cristallisation, on peut répéter l’opération à haut débit. C’est très utile dans la biomédecine moderne, où l’on peut par exemple tester des centaines de milliers de molécules pour trier celles qui ont des propriétés intéressantes. On cherche en quelque sorte des aiguilles dans des bottes de foin… et on finit par les trouver ! Lexique : Protéine : molécule biologique formée d’acides aminés et produite par les gènes. Biologie structurale : domaine de la biologie qui s’intéresse à la structure physique et chimique des éléments du vivant

Sources scientifiques : http://www.scienceinschool.org/print/943

Roman Jules Verne : Le Sphinx des glaces, 1897

© Le Sphinx des glaces, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Le capitaine Len Guy dirige l’Halbrane, un navire quittant les Iles Kerguelen vers le Pôle Sud. Il est persuadé que le roman d’Edgar Allan Poe « Les Aventures d'Arthur Gordon Pym » (1838) n’est pas une oeuvre de fiction, mais la descrption véritable de l’Antarctique. Le minéralogiste Joerling, qui a embarqué à bord de l’Halbrane, considère son capitaine comme un peu trop mystique. Mais il va s’apercevoir que le Pôle Sud recèle en fin de compte bien des mystères… À propos du livre : Le Sphinx des glaces est la continuation du roman d’Edgar Allan Poe, procédé peu usuel par lequel Jules Verne montre sa grande maîtrise narrative (le roman devient un élément du roman). Il en profite pour explorer l’hypothèse de la Terre creuse sur laquelle se fondait Poe, c’est-à-dire l’idée que la Terre est formée de sphères concentriques avec de nombreux espaces libres, l’ouverture se situant aux Pôles. Il livre aussi ses réflexions sur le magnétisme des régions polaires. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Le_Sphinx_des_glaces http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 8 ©Inserm/Nelly Blanc-Brunat

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Chaque néphron, unité fonctionnelle du rein assurant le rôle de filtre du sang, contient un glomérule et un tubule. On voit ici un glomérule rénal souffrant de surcharge lipidique. Elle peut entraver le fonctionnement du glomérule et affaiblir toute la fonction rénale. Complément de description : Les reins ont un rôle fondamental dans l’équilibre de l’organisme. Ils assurent une fonction de filtration et épuration du sang, en produisant l’urine. Ils régulent également la pression artérielle*, grâce à un système d’enzymes et hormones* (rénine-angiotensine, aldostérone). Les reins se présentent comme deux organes symétriques, en forme de haricot. Ils pèsent entre 100 et 150 grammes chacun, mesurent 10-12 cm de long sur 5-6 cm de large et 3 cm d'épaisseur. Dans les reins, la principale unité structurelle et fonctionnelle se nomme le néphron. Nous en comptons entre 1 et 1,5 million dans un organisme adulte normal. La filtration du sang et la production de l’urine s’accomplissent dans les diverses parties composant le néphron (glomérules, tubules rénaux). Les reins ne font pas qu’évacuer de notre sang des substances potentiellement toxiques si elles s’y accumulaient, ils assurent aussi l’équilibre du calcium, du potassium, du sodium et de biens d’autres molécules qui doivent se trouver en proportion correcte dans notre sang. On parle d’homéostasie (“se maintenir à l’identique”) pour désigner cet équilibre de l’organisme, indispensable au développement et à la santé. Lexique : Pression artérielle : le sang circule dans le corps car il est sous pression. Celle-ci résulte de l’accélération du cœur et du rétrécissement des artères (vaso-construction). La pression augmente avec l’effort, le stress ou certaines pathologies (on parle d’hypertension). Hormones : protéines sécrétées par le système endocrinien, formé de glandes spécialisées et disséminées dans l’organisme. Les glandes médullosurrénales assurent la production d’hormones au niveau du rein.

Technique d’imagerie : Microscopie optique Sources scientifiques : http://www.vulgaris-medical.com/dossiers/rein-et-formation-de-l-urine-15/le-rein-174.html http://www.semainedurein.fr/

Roman Jules Verne : Le Pays des fourrures, 1873

© Le Pays des fourrures, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Des officiers en poste dans la baie canadienne de l’Hudson sont chargés de fonder un nouveau comptoir dans le cercle polaire, au-delà du 70e parallèle. Ils s’établissent à Cap Bathurst. Mais une éruption volcanique leur révèle qu’ils s’étaient installés sur la banquise ! Les voilà à la dérive sur un immense iceberg, dans le milieu hostile de l’océan glacial Arctique… À propos du livre : Jules Verne exploite dans ce roman la fascination du Pôle Nord et des univers extrêmes, où la survie dépend de l’ingéniosité et du courage des individus, comme de la cohésion du groupe dans l’adversité. Chaque personnage de la communauté apporte des éclairages intéressants, comme les considérations astronomiques de Thomas Black sur les éclipses de soleil. Le personnage central est à bien des égards la journaliste Paulina Barnett, figure de l’émancipation féminine. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Le_pays_des_fourrures http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 9 ©Inserm/Marco Celio

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Localisés dans le rein, les glomérules de Malpighi sont des entrelacs de glandes et de vaisseaux dont la fonction est de filtrer le sang. C’est au niveau des capillaires que s’effectuent notamment les échanges nutritifs ou encore l’élimination des déchets organiques. Comme le montre cette image réalisée après injection de plastifiant dans l'artère rénale puis cryodécapage, les glomérules sont organisés en réseaux. On distingue nettement des artérioles et des veinules qui pénètrent ou ressortent des glomérules. La taille réelle est d’environ 800 µm. Complément de description : À chaque minute qui passe, les reins filtrent environ 1 litre de sang, soit le cinquième de la quantité totale propulsée par le cœur dans le système artériel (voir panneau précédent sur les reins). Ils extraient l’excès de liquide présent dans le sang et les divers déchets du métabolisme. De là provient l’urine, qui tire son nom de l’urée, une substance produite par cet autre filtre qu’est le foie et que le rein évacue. L’odeur de l’urine provient entre autre chose de l’ammoniac, qui résulte du traitement par le rein des déchets azotés présents dans notre corps. Son rôle de filtre vaut au rein d’être soumis à rude épreuve : des pathologies comme l’insuffisance rénale chronique sont dues aux excès ou imprudences de notre mode de vie. Les régimes trop dosés en sel, l’alcoolisme, la consommation de certains médicaments, l’exposition aux toxiques (plomb, cadmium), mais aussi l’obésité ou le diabète finissent par affaiblir les fonctions rénales et mettre en danger la santé. La capacité des reins est faible chez le nouveau-né, qui est plus sensible aux polluants de son environnement, et elle tend à se dégrader avec le vieillissement. Lexique : Glomérules de Malpighi : amas de petits vaisseaux sanguins (capillaires, artérioles, veinules) qui assurent la filtration du sang dans le rein. Technique d’imagerie : Microscopie électronique

Sources scientifiques : http://www.vulgaris-medical.com/dossiers/rein-et-formation-de-l-urine-15/le-rein-174.html http://www.semainedurein.fr/

Roman Jules Verne : Voyage au centre de la Terre, 1864

© Voyage au centre de la Terre, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis :

couvert un manuscrit runique ancien, un savant, son neveu et leur guide entreprennent un

teint (le Snaeffel). À propos du livre : Comme à l'habitude de Jules Verne, le roman est un habile mélange de données

scientifiques, d'extrapolations osées et d'aventure. L'introduc te l'engouement d'alors pour une science jeune, la cryptologie (Edgar Poe y sacrifiera aussi dans la nouvelle « Le scarabée d'or »). La suite enchaîne sur une

description de l'Islande de la fin du XIXe siècle, puis sur une vaste introdu

deux autres sciences en plein essor, la palé ologie. On notera d'ailleurs les divergences entre les interprétations de l'époque et celles couramment admises aujourd'hui. Quoique se fondant sur des hypothèses fausses (Terre creuse), Jules Verne popularise l’idée que la vie évolue au cours des âges, sur de longues périodes (Lyell, Darwin). Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Voyage_au_centre_de_la_Terre http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 10 ©Inserm/Katty Haffen

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Agrandissement de l’extrémité supérieure des cellules polygonales, qui absorbent les aliments dans les intestins. Appelés villosités intestinales, les replis de la muqueuse* et du tissu conjonctif* de l’intestin grêle permettent d’augmenter la surface intestinale et amplifient d’autant le rendement des capacités d’absorption. Complément de description : Pour survivre et croître, tout organisme a besoin d’énergie. Nos cellules l’utilisent pour leur réaction chimique, nos muscles pour l’effort, notre corps pour maintenir sa température. Nous trouvons cette énergie dans notre alimentation. Le système digestif a pour fonction essentielle de transmettre à l’organisme ce que nous mangeons sous une forme utilisable pour lui. À savoir des protéines, des graisses (lipides), des sucres (glucides), ainsi que diverses molécules non énergétiques mais utiles pour le métabolisme (vitamines, minéraux). L’intestin grêle est la partie la plus longue du système digestif : replié entre l’estomac et le côlon, il mesure en moyenne 6 mètres. Mais ce n’est pas tout : au lieu d’être lisse, sa surface est plissée. Les sillons, appelés villosités intestinales, permettent ainsi de gagner une place précieuse. On estime que si toute la paroi d’un intestin était posée parfaitement à plat, la surface totale pourrait faire 200 m2 ! Conséquence : quand le contenu de la prise alimentaire, déjà traité par l’estomac, passe dans l’intestin grêle, très peu s’échappe car il dispose de nombreuses petites cavités où se déposer. Comme les villosités sont très vascularisées, les nutriments utiles sont efficacement transmis dans le sang. Lexique : Muqueuse : couche superficielle de tissu qui recouvre toutes les cavités du système digestif (de la bouche à l’anus). Tissu conjonctif : tissu dont les cellules sont séparées par une matrice fibreuse. Technique d’imagerie : Microscopie électronique à balayage Sources scientifiques : http://www.chups.jussieu.fr/polys/histo/histoP2/grele.html

Roman Jules Verne : L’Île mystérieuse, 1875

© L’Île mystérieuse, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : L’ingénieur Cyrus Smith, son esclave affranchi Nab, le journaliste de guerre Gédéon Spilett, le marin Pencroff et l’orphelin Harbert Brown se sont enfuis en ballon du siège de Richmond (Guerre de Sécession). Mais une tempête les fait s’échouer sur une île perdue. Ils la baptisent Lincoln et entreprennent d’y récréer les conditions de la civilisation. Une présence mystérieuse semble accompagner chacun de leurs faits et gestes… À propos du livre : Le thème de l’île déserte comme épreuve de civilisation (passage de l’état de nature à l’état de société) et de construction de soi est un classique de la littérature européenne depuis le Robinson de Defoe. Jules Verne donne une portée très scientifique à ce motif, avec les nombreuses inventions de l’ingénieur Smith ou les connaissances botaniques et biologiques du jeune Brown. La tonalité est cependant plus pessimiste que dans les “robinsonades” de son temps et le roman montre la fragilité de toute œuvre humaine (éruption volcanique finale) ainsi que l’ambivalence de l’esprit humain (le terrifiant Ayrton). Jules Verne fait réapparaître les personnages de Ayrton (« Enfants du Capitaine Grant) » et de Nemo (« Vingt mille lieux sous les mers »). Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/L'%C3%8Ele_myst%C3%A9rieuse http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 11 ©Inserm/Alain Chédotal

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Le neurone est une cellule nerveuse constituée de 3 parties principales : le corps cellulaire, appelé aussi soma ; les dendrites*, extrémités chargées de recevoir des informations ; l’axone*, unique pour chaque neurone, qui achemine l’information vers d’autres types de cellules. On observe ici une culture de neurones dite en stripe assay – méthode de culture in vitro sur bandes alternées – qui montre (en rouge) des axones de neurones sensoriels évitant des lignées contenant de la protéine Slit2 (en vert). Le stripe assay, très employé en biologie moléculaire, permet d’observer les « préférences » des cellules en migration pour différents types de substrats – elles en recherchent certains et en évitent d’autres, en fonction de signaux chimiques. La protéine Slit2 est l’un de ces signaux : elle sert de guide à l’axone pendant la phase de développement neural. Complément de description : Notre cerveau comporte environ 100 milliards de neurones, chacun étant connecté en moyenne à 10 000 de ses voisins. Ces cellules à communication électrique et chimique forment donc un organe extrêmement complexe. Les neurones ne sont nullement disposés au hasard : ils forment des réseaux cohérents dans les différentes aires cérébrales, et si ces réseaux connaissent des problèmes lors de leur formation, la traduction sera souvent un trouble neurologique ou psychiatrique. Les neurones doivent donc se trouver au bon endroit et au bon moment lors du développement de l’organisme. Pour étudier le développement des neurones, et notamment de leurs longs prolongements appelé axones, les biologistes ont mis au point dans les années 1980 la méthode du stripe assay, ou culture en bandes alternées. Les axones sont en effet guidés par des signaux chimiques d’attraction ou de répulsion, qui vont leur indiquer s’ils sont dans la bonne direction pour trouver leur cible. In vitro, des neurones placés sur des bandes contenant certaines substances vont développer ou non leurs axones, comme s’ils recevaient un signal autorisant ou interdisant le départ. Lexique : Axone : partie du neurone en forme de prolongement unique et non ramifié, de longueur très variable, chargée de transmettre l’information.

Dendrites : ramification courte et arborescente des neurones, qui reçoit l’information des axones. Technique d’imagerie : Microscopie électronique Sources scientifiques : http://www.inserm.fr/thematiques/neurosciences-sciences-cognitives-neurologie-psychiatrie/dossiers-d-information/neurones

Roman Jules Verne : Vingt mille lieues sous les mers, 1869

© Vingt mille lieues sous les mers, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Dans ce roman, le scientifique français Pierre Aronnax, son fidèle domestique Conseil et le harponneur canadien Ned Land sont capturés par le capitaine Nemo qui navigue dans les océans du globe à bord du sous-marin Nautilus. L'aventure donne l'occasion de descriptions épiques (dont un enterrement sous-marin, un combat contre des calamars géants, etc.). À propos du livre : Dans ce roman, Jules Verne fait l’éloge des conquêtes du monde moderne, qu’il s’agisse de l’énergie (électricité, vapeur) ou de l’exploration (Pôle Sud). Vingt mille lieues sous les mers est l’occasion de faire découvrir au public la richesse de la vie marine, et aussi tout son mystère que symbolise indirectement la vie secrète de Nemo. Œuvre d'anticipation, Vingt mille lieues sous les mers comporte plusieurs épisodes qui témoignent de l'imagination de son auteur : le Nautilus passe sous le canal de Suez avant sa percée officielle, et sous l'Antarctique, dont on ignorait à l'époque qu'il s'agissait d'un continent et non de glace flottante, comme l'Arctique. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Vingt_mille_lieues_sous_les_mers http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 12 ©Inserm/Thomas Debeir

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Les cellules gliales sont essentielles au bon fonctionnement des neurones. Elles assurent à ces derniers nutrition et protection de leur environnement chimique et électrique. On voit ici des cultures primaires de cellules gliales de rats, localisées par marquage fluorescent des filaments de la GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein). Ces filaments apparaissent en vert, le noyau de la cellule en bleu, un second messager (appelé ERK-1) en orange. Ce dernier est notamment en charge du contrôle de la prolifération cellulaire. Complément de description : Autant les neurones sont populaires, autant les glies sont méconnues. Pourtant, ces cellules précieuses sont 5 à 10 fois plus nombreuses que les neurones dans certaines parties du cerveau. Les glies ou cellules gliales rassemblent plusieurs familles cellulaires associées aux neurones. Elles remplissent diverses fonctions : isolement des tissus nerveux, soutien squelettique, protection face aux lésions, aide à la transmission de l’influx nerveux. Parmi les familles de glies, on compte les oligodendrocytes, les astrocytes, les microgliocytes, les épendymocytes. Elles ont chacune des rôles différents. Les oligodendrocytes, par exemple, fournissent la myéline des axones : cette gaine de matière grasse accélère la communication électrique. La sclérose en plaques provient de la destruction auto-immune de cette myéline, ce qui entraîne des toubles de motricité, de langage et de mémoire. On a longtemps pensé que les glies se contentaient d’assister les neurones, mais des travaux convergents de ces dernières années suggèrent qu’elles jouent un rôle actif dans le traitement de l’information. Les astrocytes, qui tirent leur nom de leur forme d’étoile, sont par exemple organisées en réseaux, comme les neurones. Elles apportent un soutien énergétique, mais jouent aussi un rôle dynamique dans la transmission d’information au niveau de la synapse*. Lexique : Synapse : zone de contact fonctionnel entre deux neurones, le plus souvent entre l’axone et la dendrite. C’est dans les synapses que les neurones transmettent les informations sous forme de signaux électriques et chimiques.

Technique d’imagerie : Microscopie en fluorescence Sources scientifiques : http://www.inserm.fr/espace-journalistes/cellules-gliales-finis-les-roles-de-figuration

Roman Jules Verne : Deux ans de vacances, 1888

© Deux ans de vacances, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Quinze garçons (et un chien), pensionnaires en Nouvelle-Zélande, subissent un naufrage à bord du Sloughi. Ils se retrouvent sur une île déserte du Pacifique. Agés de 8 à 15 ans, les jeunes gens doivent organiser leur survie. Le groupe connaît des dissensions, mais il doit faire face à l’arrivée de bandits au large de l’île. À propos du livre : Au thème classique de l’île déserte comme défi à la survie (Robinson), Jules Verne ajoute le motif de la bande d’enfants livrés à eux-mêmes pour des grandes vacances particulièrement mouvementées. Le livre est donc aussi un roman de formation. Les enfants de diverses origines (américaine, anglaise, française…) donnent chacun l’occasion de portraits psychologiques intéressants, lorsque l’épreuve accouche de leur personnalité. Intérêt pour l’imaginaire de chaque individu, dans cette phase débordante de vitalité qu’est l’enfance, mais aussi intérêt pour la force du groupe lui-même (désuni par des querelles, uni dans l’adversité). Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Deux_ans_de_vacances http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 13 ©Inserm/Bertrand Kerebel

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Cette image en lumière polarisée présente une odontodysplasie, agrandie 30 fois. Il s’agit d’une malformation dentaire, appelée aussi « dent fantôme », caractérisée par une calcification de l’émail* et de la pulpe* dentaire. Complément de description : Odontodysplasie : le nom est compliqué, la maladie est rare. On rapporte environ 140 cas dans la littérature médicale pour cette pathologie orpheline. L’odontodysplasie est un trouble du développement dentaire, de nature non héréditaire. Les dents temporaires ou permanentes sont faiblement développées, avec une racine peu profonde, des teintes souvent anormales (jaune ou brune). L’émail et la dentine* sont si peu denses que l’on parle parfois de “dents fantômes”, presque invisibles car translucides. Les femmes sont plus touchées que les hommes par cette pathologie, qui se déclare plus souvent au maxillaire qu’à la mandibule (c’est-à-dire sur les dents du haut plutôt que du bas). Les causes de l’odontodysplasie ne sont pas connues clairement. On suspecte divers facteurs : prises de médicaments lors de la grossesse, infections locales, troubles de la circulation ou traumatismes. Lexique : Email : matière formant la partie externe de la dent (couronne).

Dentine : ivoire formant la partie interne de la dent.

Pulpe : partie la plus interne de la dent formée de nerfs et vaisseaux sanguins Technique d’imagerie : Microscopie optique Sources scientifiques : http://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=FR&Expert=83450

Roman Jules Verne : Mathias Sandorf, 1885 © Mathias Sandorf, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Avant d'être publiée en volume, l'œuvre connut une diffusion en feuilleton. Il est dédié à titre posthume à Alexandre Dumas père, l'auteur de "Le Comte de Monte-Cristo" en 1844. Les deux romans ont des points communs, même s'ils sont bien différents : le nationaliste hongrois Mathias Sandorf s'évade d'une prison autrichienne, devient riche et se venge des différentes personnes dont il a été victime. À propos du livre : A partir du milieu du XIXe siècle, le réveil des peuples a entraîné en Europe des guerres de nationalités, perçues comme des émancipations face à l’ordre ancien. Mathias Sandorf est au coeur de cette agitation qui secoue le vieil empire austro-hongrois. Jules Verne déploie dans ce roman le thème de la trahison, de la chute et de la vengeance, avec un héros qui parvient à forcer le destin par sa volonté implacable. La science est présente à travers la formation médicale du comte Sandorf ou la figure du savant Étienne Bathory, mais ce roman est plus dramatique que scientifique, par rapport à d’autres oeuvres de l’auteur. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mathias_Sandorf http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 14 ©Inserm/Daniel Chappard

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Grâce à ce tissu conjonctif recouvrant la surface articulaire des os mobiles, sur laquelle vient se poser la membrane synoviale*, la mobilité des articulations est facilitée. L’inflammation* des cartilages articulaires est l’une des caractéristiques de l’arthrose. Complément de description : Le cartilage joue le rôle d’un roulement à billes et d’un amortisseur entre les extrémités osseuses, accompagnant chacun de nos efforts et mouvements. Le cartilage, formé de cellules appelées chondrocytes, a pour propriété de n’être ni innervé ni vascularisé, contrairement à l’os : cette absence de nerfs et de vaisseaux explique qu’il se répare difficilement à l’âge adulte. Autant l’os se consolide bien et permet des cicatrices solides, autant le cartilage se régénère peu et cicatrise mal. L’arthrose désigne une dégénérescence progressive du cartilage. Elle frappe 4,6 millions de personnes en France, un chiffre en augmentation régulière à cause de l’allongement de la durée de vie et de l’obésité (le poids pèse sur nos articulations à chaque mouvement). Le cartilage est la cible de nombreuses autres pathologies, dont certaines sont inflammatoires (exemple : les polyarthrites rhumatoïdes) et d’autres tumorales (exemple : les chondromes). Lexique : Inflammation : défense immunitaire face à une agression, généralement marquée par une rougeur, une chaleur et une douleur.

Membrane synoviale : partie de la capsule articulaire qui a un liquide lubrifiant l’articulation et nourrissant le cartilage. Technique d’imagerie : Microscopie optique Sources scientifiques : http://www.rhumatologie.asso.fr/04-Rhumatismes/grandes-maladies/0B-dossier-arthrose/sommaire-arthrose.asp

Roman Jules Verne : Mistress Branican, 1891

© Mistress Branican, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Dorothée (Dolly) Branican devient folle après la perte de son jeune fils, lorsque son mari est parti de San Diego pour un voyage au long cours. Captive de Len Burker, mari de sa cousine, elle bénéficie malgré tout des soins attentifs de celle-ci et finit par retrouver la raison. Elle profite d’un héritage pour se lancer à la recherche de son mari, qui a disparu trois années plus tôt au large de l’Australie. À propos du livre : Il est rare que les femmes soient les héroïnes des romans de Jules Verne. Très différente de la figure émancipée de Pauline Barnett (Le Pays des fourrures), Dolly Branican illustre la puissance de l’amour maternel et la quête éperdue de l’être aimé. Le bush australien est l’occasion pour Jules Verne de revenir à son thème récurrent des sociétés primitives et cannibales. Le personnage de Dolly est inspiré de la femme de John Frankin, qui chercha en vain son époux disparu dans la conquête du Pôle Nord. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mistress_Branican http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 15 ©Inserm/Daniel Chappard

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Bon nombre des os courts, ainsi que l’extrémité des os longs (l’épiphyse), présentent un aspect spongieux : cette apparence est due aux travées osseuses, formées par de fines trabécules* à l’entrelacement labyrinthique. Cette structure joue un rôle essentiel dans la résistance mécanique de l’os. En cas d’ostéoporose, cette architecture trabéculaire disparaît peu à peu, fragilisant l’os qui peut alors se briser au moindre choc. Complément de description : Le squelette humain comporte 206 os à l’âge adulte (270 à la naissance, mais certains fusionnent quand nous grandissons). Vu de l’extérieur, l’os a un aspect compact. La partie externe est en effet dure et dense, ce qui assure le maintien du squelette et sa résistance aux chocs. Mais la partie centrale des os présente au contraire un aspect spongieux, avec plein de cavités. Dans cette partie viennent se loger des vaisseaux, des nerfs, des cellules de maintien et de croissance. Certains coraux (porites), qui ont le même aspect spongieux, font d’excellents biomatériaux pour remplacer des os lésés. L’os se régénère en permanence, mais il subit les effets du vieillissement. L’ostéoporose, marquée par une diminution de la masse et une détérioration de la partie interne de l’os, touche 39 % des femmes après 65 ans, et 70 % après 80 ans. Les hommes sont moins concernés. Des facteurs génétiques, nutritionnels et environnementaux déterminent l'acquisition du capital osseux pendant la croissance, puis la perte osseuse Lexique : Trabécules : sillons formés dans la partie spongieuse (interne) des os courts et de l’extrémité des os longs. Technique d’imagerie : Microscopie optique Sources scientifiques : http://www.inserm.fr/thematiques/circulation-metabolisme-nutrition/dossiers-d-information/osteoporose

http://www.inserm.fr/thematiques/technologies-pour-la-sante/dossiers-d-information/biomateriaux/reparer-l-os-bio-ingenierie-de-l-os

Roman Jules Verne : Voyages et aventures du capitaine Hatteras, 1866

© Voyages et aventures du capitaine Hatteras, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : A Liverpool, le brick Forward se prépare à une expédition. Mais laquelle ? Le capitaine en est inconnu, les membres d’équipage sont convoqués un à un, ignorant leur destination finale, les ordres sont livrés par un chien mystérieux, Duk. Comme l’expédition dépasse les côtes septentrionales du Danemark et manque d’être emportée par un iceberg, le capitaine Hatteras se révèle. Il emmène le Forward au Pôle Nord. L’expédition est terrible : accidents, dérives dans les glaces, épuisement des vivres et combustibles, milieux hostiles, mutinerie… Le capitaine Haterras atteint finalement le Pôle Nord, mais il devient fou. À propos du livre : Le Pôle Nord fascine les hommes depuis longtemps, comme le rappelle lors d’un chapitre du livre le docteur Clawbonny. Les hommes ne parviendront à le conquérir qu’au début du XXe siècle, au prix d’expéditions qui s’achevèrent souvent dans l’emprise des glaces pérennes du Pôle (Jules Verne croyait à tort, comme beaucoup à son époque, que le pôle géographique était libre de glaces). Ce roman d’aventure est l’occasion pour Jules Verne de narrer les conditions de survie dans les environnements extrêmes et de magnifier l’esprit de conquête, de dépassement de soi au service d’un objectif. Le capitaine Hatteras dessine une figure ambivalente, obsédé par le Pôle au point de sombrer dans la folie. Le véritable héros du livre est à bien des égards son chien Duk. Jules Verne met également en scène la vie des Eskimos hyperboréen (Inuits) et la rivalité anglo-américaine dans la conquête du Pôle Nord. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Aventures_du_capitaine_Hatteras http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 16 ©Inserm/U314

Description scientifique (figurant sur le panneau) : L’épithélium* respiratoire est le revêtement de la muqueuse : on distingue les cellules ciliées, qui ressemblent à de petites graines germées ou des cils épais expliquant leur nom, et les cellules à mucus, qui viennent bomber à la surface. Les cellules de l’appareil respiratoire assurent l’humidification, le conditionnement et la purification de l’air que nous inspirons. Elles sont sensibles aux agents toxiques, comme la fumée de tabac. Complément de description : Chaque jour, nous respirons en moyenne 8000 litres d’air, à raison d’un demi-litre par inspiration. Cet air n’est pas toujours sain : il peut contenir des particules plus ou moins grosses, des virus, des bactéries… toute sorte de substances étrangères à l’organisme. Aussi notre système respiratoire a-t-il développé des mécanismes de défense. Les cils et le mucus sont deux gardiens associés dans cette protection de nos bouches, nez, gorges, trachées et poumons. Le mucus, qui est une substance visqueuse, éponge nombre de corps étrangers. Quand nous sommes enrhumés, ou si nous sommes allergiques aux pollens, nous en produisons d’impressionnantes quantités. Les cils produisent des vibrations qui aident au mouvement du mucus et favorise son expulsion. Les impuretés remontent ainsi vers la gorge. Chez les fumeurs, l’action des cils est paralysée par la nicotine. Elle redevient active la nuit, ce qui produit la toux du matin. La paralysie progressive d’expulsion du mucus par les cils entraîne des affections graves comme la BPCO (broncho-pneumopathie chronique obstructive). Lexique : Épithélium : couche superficielle formant généralement l’interface entre deux tissus ou entre un tissu interne et un élément externe. Technique d’imagerie : Microscopie électronique à balayage Sources scientifiques : http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doscel/decouv/xtxt/zvie/respiNiv2_1.htm

Roman Jules Verne : Aventures de trois Russes et de trois Anglais dans l’Afrique australe, 1872

© Aventures de trois Russes et de trois Anglais dans l’Afrique australe, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Une expédition scientifique anglo-russe, composée de six astronomes, a pour mission de mesurer une portion d’arc du méridien terrestre. Mais à l’affrontement de certains caractères se superpose en arrière-plan des conflits politiques, avec la Guerre de Crimée. À propos du livre : Jules Verne rappelle dans ce roman les enjeux à la fois scientifiques et politiques de son temps, où s’universalisent les systèmes d’étalons et mesures. Il expose à ses lecteurs la méthode de la triangulation pour déterminer des distances. La rivalité entre les chefs de l’expédition (l’Anglais Everest et le Russe Strux), parallèle à celle de leurs nations, n’empêche pas l’amitié et la reconnaissance entre les autres (Emery et Zorn, plus jeunes). L’action se passant en Afrique, Jules Verne en profite pour répéter sa condamnation de l’esclavage. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Aventures_de_trois_Russes_et_de_trois_Anglais_dans_l%27Afrique_australe http://www.lesia.obspm.fr/perso/jacques-crovisier/JV/verne_3R3A.html http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 17 ©Inserm/Jeanine Nguyen-Legros

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Quelles sont ces étranges broussailles ? Des photorécepteurs de la rétine* de grenouille. Grâce à eux, les photons du rayonnement lumineux ambiant sont perçus et interprétés. Selon l’organisation de ces photorécepteurs, chaque espèce développe sa propre sensibilité à la lumière. Certaines excellent en vision nocturne, diurne, aérienne, aquatique… selon le biotope, ou écosystème, dans lequel évoluent les individus. Complément de description : La vision est une merveilleuse invention du vivant, mais elle diffère beaucoup selon les espèces, adaptées chacune à leur milieu. Les chats ne discernent pas le rouge (pas plus que les taureaux et bon nombre d’animaux), les aigles discernent un animal de quelques centimètres à plus de 1000 mètres d’altitude, les mouches gèrent 200 images au ralenti par secondes. Et les grenouilles, comme celle dont la rétine est présente sur cette photo, ont aussi leurs particularités. Elles voient mieux dans le bleu et les couleurs sombres, sous l’eau que sur terre. Ses yeux placés près du sommet du crâne lui permettent de se positionner à l’interface des deux milieux, où elle repère ses proies comme ses prédateurs. Pour percevoir des photons, c’est-à-dire des particules de lumière, il n’y a pas forcément besoin d’avoir des yeux : le ver de terre, par exemple, possède sur la surface de son corps des cellules à sensibilités lumineuses capables d’indiquer une différence jour-nuit. Mais l’œil est évidemment un organe bien plus spécialisé, disposant de dizaines de millions de cellules capables de discerner les couleurs et de calculer les mouvements, en communication permanente avec le cerveau. Lexique : Rétine : partie photosensible de l’œil, comportant chez l’homme environ 125 millions de cellules spécialisées (appelées cônes et bâtonnets). Technique d’imagerie : Microscopie électronique à balayage Sources scientifiques : http://www2.ulg.ac.be/sciences/pedagogique/dossierpds2006/sens-alerte-SN.pdf

Roman Jules Verne : Kéraban-le-têtu, 1883

© Kéraban-le-têtu, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis :

- - crit les tribulations d'un vendeur de tabac turc (Kéraban) et d'un de ses clients hollandais autour de la mer Noire. Kéraban,

Scutari (Uskudar) en faisant le tour de la mer Noire. À propos du livre : Ce roman

re inflexible de Kéraban. Par moment, les problèmes conjugaux de Jules Verne transparaissent dans le récit – sa mésentente avec sa femme Honorine, friande de mondanités. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/K%C3%A9raban-le-t%C3%AAtu http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 18 ©Inserm/Marc Lenoir

Description scientifique (figurant sur le panneau) : L’organe de Corti, situé à l’intérieur de la cochlée* (appelée aussi le limaçon), fait partie de l’oreille interne. Véritable zone sensorielle auditive, il contient des cellules spécialisées, qui transforment les vibrations sonores en stimuli nerveux acheminés vers le cerveau pour être interprétés. Sur ce cliché du tunnel de Corti (grossi 200 fois), on distingue au premier plan les piliers, dits aussi cellules de soutien. Complément de description : Le signal sonore est d’abord perçu et amplifié par l’oreille externe et l’oreille moyenne (tympans, osselets), puis traduit en langage nerveux compréhensible par le cerveau dans l’oreille interne (organe de Corti de la cochlée). Lorsque l’une ou l’autre de ces voies est endommagée, la surdité apparaît. Elle est de gravité variable. On compte en France 4 millions de déficients auditifs. La majorité sont des adultes âgés, mais différentes formes de surdité peuvent frapper les enfants. La surdité sévère ou profonde n’est que le cas extrême, représentant environ 65 000 patients. Lorsqu’une dysfonction des cellules ciliées de la cochlée est en cause, on peut y remédier par un implant cochléaire. Ce dispositif électronique stimule directement les fibres nerveuses de la cochlée grâce à des électrodes qui traduisent les sons. Lexique : Cochlée : partie du labyrinthe de l’oreille interne où les sons sont transformés en influx nerveux. Technique d’imagerie : Microscopie électronique à balayage Sources scientifiques : http://www.cnebmn.jussieu.fr/enseignement/biophysiqueneurosensorielle/cours_acoustique/travail_octobre/or_interne.htm

Roman Jules Verne : Les Indes noires, 1877 © Les Indes noires, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : À la requête de Simon Ford, ancien contremaître des houillères d'Aberfoyle, en Écosse, l'ingénieur en reprend l'exploitation des gisements qui sont censés être épuisés depuis une dizaine d'années. L'intuition des deux hommes s'avère fondée, puisqu'un nouveau filon est découvert, permettant une reprise fructueuse de l'exploitation et entraînant la création d'une véritable « ville » minière sous la surface de la terre. Toutefois, divers phénomènes inexpliqués finissent par se produire et se multiplier, jusqu'à la découverte dans une galerie de mine, de Nell, jeune fille qui semble n'avoir jamais vu la lumière du jour et n'avoir aucune notion de la division du temps en jours et heures... À propos du livre : L'œuvre établit un parallèle entre la richesse mythique des Indes, orientales ou occidentales, et la nouvelle richesse des régions industrialisées d'Europe, fondée sur l’exploitation du charbon au cours de la révolution industrielle. L’expression Black Indies (Indes noires) était répandue en Angleterre et en Ecosse, car l’exploitation intensive du charbon au service des machines à vapeur avait fait de l’économie du royaume la première au monde, par la mécanisation et les gains de productivité. La vie des mineurs sera aussi un thème important du roman naturaliste et social, comme chez Zola. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Indes_noires http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 19 ©Inserm/Emmanuel Eugène

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Ce feu d’artifice illustre en fait un combat en cours : celui des cellules endothéliales* infectées depuis quatre heures par du méningocoque (en bleu). En vert et en rouge, deux protéines sont également visibles, l’actine* et la paxilline*. Complément de description : En France, les infections à méningocoques ne représentent que deux cas pour 100 000 habitants chaque année, soit environ 800 atteintes. Mais elles sont particulièrement terribles : les méningocoques sont en effet responsables des méningites et des septicémies. Comme leurs noms l’indiquent, les premières touchent les méninges, tissus entourant le cerveau et la moelle épinière. Si elles ne sont pas soignées efficacement et rapidement (antibiotiques), elles peuvent laisser des séquelles, voire entraîner la mort. La septicémie est encore plus grave (mortalité de 20 à 30 %). La forme dérivée de l’infection à méningocoque est appelée purpura fulminans. Le méningocoque est un peu comme Dr Jekyll et Mister Hyde : dans la plupart des cas, il vit dans notre cavité nasale ou notre gorge sans provoquer de dommages ; parfois, il devient virulent et infectieux, atteint la circulation sanguine et agresse le système méningé. Les méningocoques sont dotés à leur surface de structures en forme de poils, baptisées pili. Ils leur permettent d’adhérer aux cellules de la gorge, de s’y multiplier et d'y former des agrégats, des colonies. Une équipe française a récemment découvert comme ces pilis se modifient pour rendre le méningocoque infectieux. Lexique : Endothélium : couche interne des vaisseaux sanguins.

Actine : protéine présente dans toutes les cellules du corps, contribuant à leur architecture et leur mouvement.

Paxilline : protéine présente dans le squelette cellulaire. Technique d’imagerie : Microscopie en fluorescence

Sources scientifiques : http://www.info-meningocoque.fr/

Roman Jules Verne : Les Cinq cents millions de la Bégum, 1879 © Les Cinq cents millions de la Bégum, Musée Jules Verne-Ville de Nantes Synopsis : Une richissime Bégum (épouse de sultan indien) donne son héritage au Dr Sarrazin et au Pr Schultz. Les deux hommes vont lancer deux projets à leur image : France-Ville, cité futuriste dédiée aux nouvelles techniques d’urbanisme et d’hygiénisme, Stahlstadt, cité de charbonnage et d’aciérie visant à fabriquer des canons. À propos du livre : Cette œuvre très politique, reprise d’un texte de Paschal Grousset, superpose de nombreux thèmes : la rivalité franco-allemande, les dangers de l’expansionnisme et du racisme, les progrès de l’hygiène dans les villes comme ceux des industries lourdes d’extraction et transformation, l’importance de la formation technique dans le destin des individus et des collectifs. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Cinq_Cents_Millions_de_la_B%C3%A9gum http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 20 ©Inserm/Claude Féo & Marcel Bessis /Jean-Patrick Guéritaud

Description scientifique (figurant sur le panneau) : 1er plan (bathyscaphe) : La drépanocytose est la maladie la plus courante de l’hémoglobine* dont elle altère la structure. Maladie génétique, héréditaire, la drépanocytose occasionne des déformations variées des globules rouges. Fond : La peroxydase est une enzyme* qui permet notamment, par coloration, d’identifier le corps cellulaire (ou soma) d’un neurone. Cette image aux belles tonalités présente des neurones extraits du tronc cérébral du chat. Complément de description : La drépanocytose est une maladie génétique caractérisée par l'altération de l'hémoglobine, protéine transportant l'oxygène dans le sang. Elle est déterminée par les combinaisons de deux formes anormales du gène bêta globine, isolé en 1978 : il faut donc que les parents soient porteurs et donnent chacun la “mauvaise” version du gène à leur enfant. À quelque chose malheur est bon : si l’enfant n’a qu’une version du gène muté et non deux, il n’exprime pas la drépanocytose, mais bénéficie en plus d’une protection naturelle contre le paludisme. La drépanocytose est aussi appelée anémie à cellule falciforme car les globules rouges, déformés, ressemblent à des faucilles. Elle se traduit par des anémies (fatigues), des infections fréquentes et des accidents vasculaires. En Europe, on estime qu’un individu sur 250 est porteur sain du gène de la maladie. Arrière-plan de l’image : l’enzyme peroxydase se retrouve un peu partout dans le vivant et elle est très utilisée comme réactif par les biologistes. On peut même l’extraire de la racine du radis ou du raifort ! Lexique : Enzyme : catalyser une réaction chimique signifie en accélérer le rythme. L’enzyme accomplit ce rôle en transformant rapidement une molécule-substrat en molécules-produits. Hémoglobine : protéine transportant l’oxygène dans le sang. Technique d’imagerie : Microscopie électronique à balayage, Microscopie optique

Sources scientifiques : http://www.inserm.fr/thematiques/genetique-genomique-et-bioinformatique/dossiers-d-information/drepanocytose

Roman Jules Verne : Mathias Sandorf, 1885 © Mathias Sandorf, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Avant d'être publiée en volume, l'œuvre connut une diffusion en feuilleton. Il est dédié à titre posthume à Alexandre Dumas père, l'auteur de "Le Comte de Monte-Cristo" en 1844. Les deux romans ont des points communs, même s'ils sont bien différents : le nationaliste hongrois Mathias Sandorf s'évade d'une prison autrichienne, devient riche et se venge des différentes personnes dont il a été victime. À propos du livre : A partir du milieu du XIXe siècle, le réveil des peuples a entraîné en Europe des guerres de nationalités, perçues comme des émancipations face à l’ordre ancien. Mathias Sandorf est au coeur de cette agitation qui secoue le vieil empire austro-hongrois. Jules Verne déploie dans ce roman le thème de la trahison, de la chute et de la vengeance, avec un héros qui parvient à forcer le destin par sa volonté implacable. La science est présente à travers la formation médicale du comte Sandorf ou la figure du savant Étienne Bathory, mais ce roman est plus dramatique que scientifique, par rapport à d’autres oeuvres de l’auteur. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Mathias_Sandorf http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 21 ©Inserm/Christian Legrimellec & Pierre-Emmanuel Milhiet

Description scientifique (figurant sur le panneau) : Gare à ces billes dorées, qui ressemblent à de petites pommes mais sont en réalité les redoutables molécules de la toxine* de choléra, posées sur une bicouche lipidique et observées en microscopie à force atomique. La bactérie Vibrio cholerae (bacille* virgule) est fatale dans plus de la moitié des infections. Complément de description : Le choléra est connu depuis l’Antiquité, où il est décrit en Asie. Mais il semble s’être répandu très tard de son bassin originel (Inde, delta du Gange), au XIXe siècle seulement. Cette maladie diarrhéique d’origine bactérienne touche chaque année 3 à 5 millions de personnes, surtout dans les pays les plus pauvres. Elle provoque plus de 100 000 morts par an. Le choléra se répand par de grandes vagues pandémiques, qui déferlent sur le monde. Un peu comme la grippe sauf que le cycle du choléra est lent. La pandémie actuelle, qui est la septième connue des temps modernes, a commencé en 1961 en Asie, a touché l’Afrique en 1971 et les Amériques en 1991. Les réservoirs de la bactérie (son milieu d’origine) sont les êtres humains et les eaux saumâtres. On pense que le réchauffement climatique pourrait favoriser sa prolifération. Outre les mauvais systèmes de distribution d’eau potable, le choléra est souvent actif après les catastrophes, ou dans les camps de réfugiés qui fuient les famines et les guerres. Le choléra est une maladie assez facile à prévenir (hygiène) et à traiter (sels de réhydratation du malade). Il existe aussi deux vaccins par voie orale. Lexique : Toxine : substance qui contient un pouvoir toxique. La toxine du choléra est une protéine produite par les gènes de la bactérie.

Bacille : bactérie en forme de bâtonnet (les bactéries rondes sont appelées des cocci). Technique d’imagerie : Microscopie à force atomique

Sources scientifiques : http://www.pasteur.fr/ip/easysite/pasteur/fr/presse/fiches-sur-les-maladies-infectieuses/cholera http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs107/fr/index.html

Roman Jules Verne : Hector Servadac, 1877 © Hector Servadac, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Hector Servadac et quelques autres Terriens dont le professeur Palmyrin Rosette, se retrouvent sur une comète qui vient d'effleurer la Terre, cueillant au passage quelques habitants, un peu d'atmosphère et de l'eau. Ils entreprennent alors un long voyage de deux ans dans le système solaire. À propos du livre : Dans ce roman volontairement fantaisiste quant à son hypothèse initiale (la comète), l'auteur extrapole les conséquences à la fois les plus inattendues et les plus rigoureusement logiques de la situation créée. C'est l'un des ouvrages les plus drôles de Jules Verne. Les « Galliens » (Terriens temporairement expatriés sur la comète Gallia), subissent une diminution de l'attraction terrestre, voient un satellite s'accrocher à leur planète, des journées raccourcir de 24 à 6 heures, les années se modifier, etc. Au sein de l’équipage de cette exploration involontaire du système solaire, la solidarité nécessaire entre pays habituellement en conflit (Angleterre, France, Russie) n’est pas sans préfigurer nos stations spatiales internationales. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Hector_Servadac http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Fiche 22 ©Inserm/Manuel Rosa-Calatrava ; Denis Ressnikoff ; Laboratoire VirPath,

Lyon

Description scientifique (figurant sur le panneau) : La grippe saisonnière produit fièvre, fatigue et courbature. Voilà pour la partie visible, symptomatique, de la maladie. Son virus Influenza A/H5N1 pénètre nos cellules et en modifie le fonctionnement. Cette image par microscopie confocale montre des cellules humaines infectées par la grippe. L’activité des facteurs nucléolaires*, centre de synthèse des ribosomes* dans le noyau de chaque cellule, est modifiée par l’attaque virale. Complément de description : La grippe provoque chaque année une épidémie saisonnière, touchant l’hémisphère Nord en automne et en hiver. Bien que répandue et familière, elle n’est pas bénigne puisqu’elle tue entre 200 000 et 500 000 personnes dans le monde à chaque vague épidémique, environ 1000-2000 en France. Les personnes âgées ou fragiles sont les patients à risque. Plusieurs fois par siècle, une grippe particulièrement virulente prend la forme d’une pandémie redoutable. Les décès peuvent alors se compter par millions. Le record de l’époque moderne est détenu par la grippe dite “espagnole” (en fait asiatique) de 1918-1919, qui tua 20 à 40 millions de personnes au sortir de la Grande Guerre. Le virus est transmis à l’homme par des animaux : oiseaux ou porcs principalement, parfois d’autres mammifères. On parle de grippe aviaire ou porcine. Les pandémies de grippe démarrent souvent en Extrême-Orient, car on y trouve des populations denses au contact d’animaux domestiques : le virus en profite pour muter et passer de l’animal à l’homme. Lexique : Facteurs nucléolaires : molécules facilitant l’expression des gènes, contenues dans le nucléole (partie du noyau des cellules). Ribosomes : complexes présents dans les cellules et permettant de produire des protéines, par lecteur de l’ARN messager. Technique d’imagerie : Microscopie confocale

Sources scientifiques : http://www.pasteur.fr/ip/easysite/pasteur/fr/presse/fiches-sur-les-maladies-infectieuses/grippe http://science-citoyen.u-strasbg.fr/dossiers/grippe/credits.html

Roman Jules Verne : Les Enfants du capitaine Grant, 1868

© Les Enfants du capitaine Grant, Musée Jules Verne-Ville de Nantes

Synopsis : Dans le ventre d’un requin qui vient d’être péché, l’équipage du Duncan retrouve un message de détresse d’un certain capitaine Grant, naufragé. Lord et Lady Glenarvan décident de monter une expédition pour retrouver les disparus, et ils emmènent les deux enfants du capitaine, Mary et Robert. À propos du livre : Ce nouveau “voyage extraordinaire” de l’Écosse à la Nouvelle-Zélande en passant au large de la Patagonie est l’occasion pour Jules Verne d’instruire ses lecteurs sur les techniques de navigation, l’histoire des civilisations, la géographie, l’ethnologie et la zoologie du Nouveau Monde. Le voyage est aussi animé par la quête de l’être cher disparu et l’ardeur de l’enfance, thèmes chers à Jules Verne. Sources littéraires : http://fr.wikipedia.org/wiki/Les_Enfants_du_capitaine_Grant http://www.nantes.fr/julesverne/pedago_dossiers.htm

Le parcours de l’exposition par thématique

Panneaux 1 et 2 : Génétique, biomarqueur du cancer et marqueur de l’ADN

Panneaux 3, 4, 5, 6 et 7 : Matériel et techniques de laboratoire

Panneaux 8, 9 et 10 : Métabolisme et nutrition, rein et intestin

Panneaux 11 et 12 : Neurosciences, neurones et cellules gliales

Panneaux 13, 14 et 15 Système ostéo-articulaire

Panneaux 16, 17 et 18 : Similitude de forme, cellules ciliées, photorécepteurs et cellules de soutien

Panneaux 19, 21 et 22 : Maladies infectieuses ou génétique, méningite, choléra et grippe, drépanocytose