Un morceau de crâne humain déterré en 2008 dans le nord d’Israël pourrait contenir des données permettant de savoir où et quand des humains et des Néandertaliens se seraient croisés. Pour trouver la réponse à cette question, et pour découvrir aussi d’autres informations importantes, il est indispensable de déterminer avec précision l’âge de ce crâne. La combinaison de différentes méthodes de datation, dont l’une a été utilisée par la docteure Elisabetta Boaretto, directrice du laboratoire D-REAMS (DANGOOR Research Accelerator Mass Spectrometry) de l’Institut Weizmann, a permis de déterminer la période durant laquelle la caverne a été habitée, et donc l’âge de ce crâne. En combinant les données de datation, on a pu démontrer que l’Homo sapiens et le Néandertalien pourraient avoir vécu côte à côte dans cette région.

La caverne de Manot, une formation de calcaire naturel, est restée scellée pendant environ 15 000 ans. Elle a été mise à découvert par un bulldozer travaillant sur un chantier de construction. Les premiers à trouver les morceaux du crâne, placés sur une corniche, ont été des spéléologues explorant la caverne peu après cette découverte. Cinq saisons de fouilles ont révélé un gisement important, avec des outils en pierre et des niveaux d’occupation stratifiés couvrant une période qui remonte de 55 000 à 27 000 avant notre ère.

La datation du crâne a présenté un certain nombre de difficultés. La docteure Elisabetta Boaretto explique : « Comme le crâne avait été enlevé de la couche sur laquelle il avait vraisemblablement été déposé, nous avons dû chercher des signes indiquant où et quand le situer au sein du patrimoine archéologique de la caverne. »

L’âge du crâne a tout d’abord été estimé à 54 700 ans par l’analyse du mince dépôt minéral qui entoure ce crâne, à l’aide d’une technique appelée méthode de datation par l’uranium-thorium. Or la possibilité d’erreur dans ce type de méthode est estimée à environ 5500 années. Pour obtenir une confirmation indépendante de ce résultat, il a fallu utiliser une autre méthode de datation, comme par exemple la datation au carbone 14.

Pour restreindre la fenêtre d’âge possible du crâne, et pour déterminer la période durant laquelle le « propriétaire » du crâne a vécu dans la grotte, le groupe des archéologues, comprenant le professeur Israel Hershkovitz de l’université de Tel Aviv, le docteur Ofer Marder de l’université Ben Gurion et le docteur Omry Barzilai de l’Administration des antiquités d’Israël, s’est adressé à la docteure Boaretto. Elle et son équipe ont participé aux fouilles faites dans la caverne et ont analysé des débris de charbon choisis avec soin par la méthode de datation au carbone 14, afin de cartographier l’ensemble de la caverne (et donc sa période d’occupation par l’homme). Les résultats obtenus par ces deux méthodes (par le carbone et par l’uranium-thorium) ont procuré les données nécessaires pour ‘corriger’ la première estimation de l’âge du crâne faite en utilisant la méthode de datation par l’uranium-thorium. L’âge de ce crâne a été finalement fixé à environ 55 000 ans.

La date et la configuration de la caverne de Manot fournissent des preuves surprenantes de croisements entre les humains et les Néandertaliens, probablement durant une période de migration des hommes venant d’Afrique, très probablement lorsque les premiers sont passés par le Moyen-Orient avant de se disperser au nord et à l’est. Ce morceau de crâne vieux de 55 000 ans est la première preuve que des humains ont habité dans la région en même temps que les Néandertaliens dont les restes ont été trouvés dans plusieurs sites des environs. Les archéologues sont maintenant à la recherche d’autres signes d’habitat humain dans cette caverne. S’il s’avère que la rencontre des hommes et des Néandertaliens s’est faite dans cette région, on pourrait penser que le ‘propriétaire’ de ce crâne et sa famille pourraient avoir été les ancêtres de tous les non-africains actuels.

C’est l’occasion d’envoyer un message sur la lune

paceIL et l’Institut Weizmann organisent un jeu de questions-réponses en ligne à l’approche de la semaine de l’enseignement des sciences

SpaceIL – organisme à but non lucratif qui a pour objectif l’atterrissage du premier vaisseau spatial israélien sur la lune – proposera bientôt, avec l’Institut Weizmann des Sciences, un jeu en ligne très amusant qui permettra aux participants de gagner des prix. Ce jeu interactif de questions-réponses (Space Trivia Game), appelé SuperMoon, évaluera le niveau de connaissance des participants sur le système solaire, la lune, l’exploration de l’espace, et naturellement le vaisseau spatial inhabité que SpaceIL a l’intention d’envoyer sur la lune. Le jeu sera lancé en ligne au début de mars 2015, et les résultats seront annoncés durant la semaine de l’enseignement des sciences, du 22 au 29 mars.

Super-Moon est destiné à deux groupes d’âge : 6-11 ans et 12-18 ans. Tous les participants pourront envoyer un message personnel sur la lune, et les gagnants pourront se joindre au groupe de SpaceIL. Ils recevront les T-shirts officiels de SpaceIL et deviendront membres du forum des ‘jeunes conseillers’, un groupe de réflexion sur les activités éducatives de SpaceIL.

En plus de ce jeu, pendant la semaine de l’enseignement des sciences, SpaceIL offrira une série d’activités dans le campus de l’Institut Weizmann. Celles-ci comprendront un atelier sur les expériences scientifiques prévues par SpaceIL pour explorer le champ magnétique de la lune ; les participants seront invités à observer les propriétés magnétiques de pierres qu’ils trouveront dans le Jardin Clore des Sciences. Il y aura aussi un atelier réservé aux enseignants, et plusieurs conférences sur la ‘course à l’espace’ d’Israël seront proposées au grand public.

SpaceIL a été fondé à la fin de l’année 2010 par trois jeunes ingénieurs, Yariv Bash, Kfir Damari et Yonatan Weintraub, pour participer à la compétition intitulée Google Lunar XPRIZE, une course internationale vers la lune. Le premier prix est de 20 millions de dollars. SpaceIL, seul groupe israélien sur les dix-huit groupes qui participent à la compétition, construit un vaisseau spatial très petit et très ingénieux pour cet atterrissage. SpaceIL a décidé d’utiliser la totalité du prix qu’il espère recevoir pour faire progresser la science et l’enseignement scientifique en Israël, afin qu’Israël reste fidèle à sa réputation d’excellence dans ces domaines. Grâce à cette mission, SpaceIL espère recréer l’enthousiasme du programme Apollo pour pousser la nouvelle génération à aborder de manière différente les sciences, les technologies, l’ingénierie et les mathématiques (STIM).

Le professeur Oded Aharonson et le docteur Avi Barliya, du département des Sciences de la terre et des planètes, qui sont à la tête du groupe de l’expérience scientifique SpaceIL, participeront à ces activités.

En un battement de cœur

Comme l’a écrit le poète Keats, deux cœurs peuvent battre comme un seul cœur. Or une recherche menée par des chercheurs de l’Institut Weizmann en collaboration avec des collègues de l’université de Pennsylvanie, montre que parfois une unique cellule du muscle cardiaque peut battre comme plus de deux dizaines de cœurs. Ces résultats, récemment publiés dans la revue Nature Communications, donnent un aperçu très détaillé du mécanisme qui se trouve derrière les contractions, régulières ou irrégulières, des cellules du muscle cardiaque. Cette recherche pourrait aider à déterminer les limites des thérapies existantes pour les battements de cœur anormaux, et suggérer à l’avenir des moyens de mettre au point de nouvelles thérapies.

Chaque cellule du muscle cardiaque se compose de nombreux filaments parallèles comprenant des sous-unités répétées. Quand le cœur bat, chaque filament se contracte individuellement pour produire les contractions des cellules musculaires.

Dans des conditions optimales, tous les filaments devraient se contracter de manière synchronisée, assurant ainsi la plus grande amplitude de contraction possible pour chaque cellule musculaire, et en fin de compte des battements du cœur entier les plus forts et les plus efficaces. Cependant, un nouveau modèle théorique proposé et analysé par le professeur Samuel Safran et le docteur (postdoctorant) Kinjal Dasbiswas, dans le département des Matériaux et interfaces de l’Institut Weizmann, suggère que les filaments se contractent ensemble seulement lorsque leurs sous-unités, et les bordures des sous-unités, sont alignées les unes avec les autres. Du fait qu’en général ces alignements ne se produisent qu’entre un nombre limité de filaments voisins, ceux-ci se contractent en faisceaux, mais chacun de ces faisceaux se contracte en décalage avec les autres. Par conséquent, une cellule cardiaque ne suit pas nécessairement le rythme d’une entité uniforme, et au contraire, le nombre des différentes entités qui battent chacune séparément dans la cellule dépend du nombre de faisceaux, lequel peut dépasser deux dizaines.

Cette théorie, qui utilise les méthodes de la physique statistique, a ensuite prédit que l’alignement des filaments dans la cellule du muscle cardiaque dépend de l’environnement physique dans lequel se trouve la cellule, et plus spécifiquement de l’élasticité d’une structure de soutien, la matrice extracellulaire. L’alignement est meilleur lorsque cette structure n’est ni trop molle ni trop rigide. La prédiction a pris en considération différentes forces agissant à petite échelle, en particulier les forces mécaniques exercées sur chaque sous-unité de filament par les filaments voisins, qui sont transmises par la matrice extracellulaire.

Prenant en considération que seuls des filaments structurellement alignés battent ensemble, les théoriciens de l’Institut Weizmann ont réussi à expliquer de manière quantitative les découvertes expérimentales faites par leurs collaborateurs de l’université de Pennsylvanie, le professeur Dennis Discher et la docteure Stephanie Majkut. Au cours de ces expériences, les scientifiques ont placé des cellules cardiaques embryonnaires de poussins sur des supports plus ou moins rigides, et ils ont trouvé que deux propriétés très différentes – l’alignement structural des filaments et l’intensité du battement de la cellule – dépendent de la rigidité du support.

es expériences, le modèle de l’Institut Weizmann, pourrait aider à expliquer comment les filaments s’alignent dans les cellules musculaires cardiaques durant le développement embryonnaire, et comment leur arrangement influence le fonctionnement du muscle dans le cœur adulte.

Cette corrélation suggère que les moyens actuels utilisés pour le traitement des battements cardiaques irréguliers pourraient dans une certaine mesure être limités par l’ordre structurel des filaments cardiaques musculaires. Mais à l’avenir, les nouvelles découvertes pourraient permettre de mettre au point des traitements améliorés des maladies cardiaques. Par exemple, si un jour de nouvelles cellules cardiaques pourront être cultivées pour remplacer les cellules malades, leur environnement de croissance pourrait être manipulé de façon à organiser leur structure dans le‘bon ordre’ et, pour paraphraser Keats, tous les filaments pourraient battre comme un seul.

Le programme postdoctoral pour la progression des femmes accepte des candidatures

Le Israel National Postdoctoral Program for Advancing Women in Science (programme postdoctoral national d’Israël pour la progression des femmes dans les sciences) a été créé par l’Institut Weizmann. Ce programme offre un soutien à des femmes qui se sont fait remarquer dans leurs recherches scientifiques, pour les aider au début de leur carrière professionnelle. Cette année, dix bourses vont être attribuées, donnant à ces chercheuses jusqu’à 20 000 dollars par an, en plus des bourses de recherches qu’elles recevront de leurs institutions durant la période du postdoctorat, afin de les aider pendant cette période de travail à l’étranger.

Ces bourses sont attribuées à des femmes qui terminent leur doctorat (Ph.D.) dans les sciences naturelles et dans les sciences exactes, dans toutes les institutions académiques d’Israël ; celui-ci doit avoir été approuvé avant le 1er janvier 2014. Les candidatures seront acceptées jusqu’au 1er mai 2015.

L’Institut Weizmann a créé le Israel National Postdoctoral Program for Advancing Women in Science (programme postdoctoral national d’Israël pour la progression des femmes dans les sciences) en 2007. L’idée de ce programme est d’encourager le plus grand nombre possible de femmes à faire une carrière dans le domaine scientifique, en les aidant à surmonter la période décisive de la recherche postdoctorale. A ce niveau, même les femmes les plus brillantes peuvent être bloquées par la nécessité de mener leur recherche en dehors d’Israël, ce qui implique souvent la nécessité d’emmener avec elles toute leur famille. Celles qui reçoivent cette bourse ne s’engagent pas à retourner dans un établissement universitaire en Israël ; parmi celles qui ont terminé ce programme, 38 sont restées dans une institution universitaire en dehors d’Israël, et 27 dirigent actuellement des groupes de recherches dans des institutions israéliennes. Il reste 47 femmes qui n’ont pas encore terminé leur recherche postdoctorale à l’étranger.

La professeure Daniella Goldfarb, conseillère du président pour l’avancement des femmes dans les sciences explique : « Il s’agit d’un programme novateur remarquable, ayant une vision qui prend en considération les priorités nationales. Il est évident que l’aide financière offre à ces jeunes femmes une sécurité matérielle, et leur permet d’aller à l’étranger pour leur recherche postdoctorale même si leur conjoint n’a pas d’emploi prévu à l’avance. En plus de l’aide financière, les bénéficiaires reçoivent les encouragements dont elles ont besoin pour se dire à elles-mêmes et dire au monde : ‘J’excelle à ce que je fais, on a investi dans mes travaux, ce qui veut dire que je peux réussir.’ »