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Six élèves du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie recréent une vision en trois dimensions de l’anatomie d’une abeille à l’aide d’un accélérateur de particules au Centre canadien de rayonnement synchrotron à Saskatoon 

Pour une deuxième année consécutive, six élèves de 5e secondaire du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie ont passé une semaine au Centre canadien de rayonnement synchrotron à Saskatoon dans le cadre du projet Students on the Beamlines.

Ce programme particulièrement formateur offre l’occasion aux élèves de niveau secondaire de côtoyer des chercheurs scientifiques de renommée internationale. Cette expérience, qui mise sur le développement de l’élève par l’expérimentation, est effectuée en collaboration avec le seul centre de rayonnement synchrotron au Canada (Canadian Light Source). Dans ce cadre, les élèves devaient relever le défi d’effectuer une découverte scientifique à l’aide de l’accélérateur de particules.

Accompagnées de leur enseignante, Marie-Ève Brassard, les participantes, Cécilia Barrette-Leduc, Katarina Stevanovic, Jia Yi Xiao, ShuYi Zhai, Sarah Tressa Marrè et Yu Xin Zhuang, ont donc été choisies à travers le rigoureux processus de sélection grâce à leur projet traitant d’un sujet peu couvert dans la littérature scientifique.

Cette année, les participantes ont orienté leur recherche afin de répondre à la question : Quelles sont les différences anatomiques dans l'exosquelette et les organes abdominaux internes, en particulier ceux de l'intestin moyen, des abeilles saines ainsi que celles infectées par la Nosémose? Pour ce projet, les élèves ont travaillé, entre autres, avec certaines abeilles présentes sur le toit-jardin du Pensionnat et plusieurs spécimens fournis par M. Pierre Giovenazzo, chercheur en apiculture au Centre de recherche en sciences animales de Deschambault de l’Université de Montréal. La Nosémose, une maladie parasitaire de la classe des fongidés (champignons), affecte particulièrement le système digestif et est l’une des principales causes de mortalité des abeilles au Canada.

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L'équipe du projet Students on the Beamlines 2015
(De gauche à droite : M. Ning Zhu, MMe Nicole Sylvain, Mme Marie-Ève Brassard, Shu Yi Zhai, Cécilia Barrette-Leduc, Katarina Stevanovic, Ljubisa Stevanovic (accompagnateur), Adam Webb, Yu Xin Zhuang, Jia Yi Xiao et Sara Tressa Marrè)
 

Afin de bien mener leur projet à terme, les élèves ont reçu une courte formation dans le but d’apprendre à utiliser les logiciels nécessaires à la réalisation de reconstructions d’images en trois dimensions. Elles ont ainsi eu la chance de travailler sur les mêmes logiciels que ceux utilisés dans un cadre scientifique par les chercheurs de haut niveau.

De ce fait, nos six scientifiques en herbe ont été en mesure de générer plusieurs projections à l’aide de l’accélérateur de particules afin de recréer une vision en trois dimensions de l’anatomie de deux abeilles : l’une représentant une abeille saine et la seconde illustrant une abeille infectée par la Nosémose. Après avoir minutieusement assemblé toutes ces images afin de créer un modèle complet, elles ont réussi à diviser ce modèle en différentes coupes. Ces plans, composés d’images de très haute résolution, sont si précis qu’ils permettent de voir les muscles et plusieurs éléments microscopiques invisibles à l’œil nu. En analysant attentivement ces plans, les élèves ont pu observer des différences anatomiques, entre l’abeille saine et l’abeille infectée, au niveau des microvillosités dans les intestins.

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Image de l'anatomie d'une abeille atteinte de la Nosémose, réalisée à l'aide de l'accélérateur de particules par les élèves du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie 

Bien que très intéressante, cette constatation ne peut mener, pour le moment, à des conclusions scientifiques en raison de l’échantillon restreint utilisé dans cette recherche. Toutefois, des suivis sont présentement effectués avec le chercheur attitré, M. Pierre Giovenazzo, également vice-président de l’Association canadienne des professionnels en apiculture, afin d’évaluer les répercussions possibles d’une telle découverte.

Entièrement réalisée en anglais, cette activité extrascolaire fut une occasion privilégiée pour ces jeunes filles de collaborer avec des chercheurs issus des universités les plus prestigieuses. En plus d’être responsables de l’ensemble des étapes de la réalisation du projet, celles-ci ont su développer et mettre en pratique leurs aptitudes pour le travail d’équipe, la recherche, l’analyse, la structure d’information et la communication. De plus, elles ont pu présenter les résultats de leur expérience devant un groupe de chercheurs du Centre canadien de rayonnement synchrotron.

Mis sur pied sur une période de plus d’an an, ce projet multidisciplinaire, qui regroupe des notions de biologie, de chimie et de physique, se poursuivra au cours des prochains mois.

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Visite de la ruche du toit-jardin du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie en compagnie d'un membre de l'organisme Miel Montréal au début du projet en 2014 

Les résultats seront présentés en direct par le biais d’une vidéoconférence, dans le cadre du concours annuel d’affiches scientifiques qui se tiendra en mai lors de l’Annual Users’ Meeting and Related Workshops. Cette dernière des trois étapes fait suite aux phases de recherche et d’expérimentation. Par ailleurs, les élèves s’affairent déjà à rédiger un article scientifique dans l’espoir d’être éventuellement publiées.

Ce projet fut rendu possible grâce au soutien du Programme PromoScience du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG), du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie, de la Fondation du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie, de l’Association des parents du Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie et de la grande collaboration de Mme Tracy Walker, Mme Nicole Sylvain, Mme Line Germain, Mme Christine Jean, M. Robert Blyth, M. Tomasz Wysokinski, M. Adam Webb, M. Ning Zhu, M. Dean Chapman, M. Kyle Fransishyn, M. George Belev M. Pierre Giovenazzo, M. Daniel Borges et l’organisme Miel Montréal

Pour plus de renseignements au sujet du Centre canadien de rayonnement synchrotron et du projet Students on the Beamlines : http://www.lightsource.ca/education/students.php 

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Visite du Centre canadien de rayonnement synchrotron

 

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Réception des échantillons à Saskatoon


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Préparation des abeilles


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Installation d'une abeille dans le faisceau lumineux de l’accélérateur de particules


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Analyse des données

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Analyse des données à l'aide de logiciels spécialisés

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Vue d'une partie des installations du Centre canadien de rayonnement synchrotron

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À PROPOS DU PENSIONNAT DU SAINT-NOM-DE-MARIE

Situé au pied du Mont-Royal, le Pensionnat du Saint-Nom-de-Marie est un établissement d’enseignement secondaire privé pour jeunes filles. Organisme sans but lucratif fondé en 1905, il est mentionné parmi les établissements d’enseignement ayant les meilleures pratiques en éducation à travers le monde, selon The Guide to Excellence 2014, publié par la Cambridge University Students’ Union.