Une étude, dont les résultats intitulés «JMJD6 participates in the maintenance of ribosomal DNA integrity in response to DNA damage», ont été publiés dans la revue PLOS Genetics, a permis, grâce à des approches utilisant CRISPR, la spectrométrie de masse et l’imagerie de fluorescence, de découvrir que la protéine JMJD6 est un acteur important du maintien de l’intégrité génétique de l’ADN nucléolaire.

Relevons que «le nucléole est un compartiment du noyau cellulaire qui contient les séquences codant pour l’ARN ribosomique, un composant essentiel des ribosomes et donc de la synthèse protéique». La particularité de cet ADN présent dans le nucléole est «d’être composé de séquences répétées qui sont les plus transcrites du génome car elles produisent les millions de ribosomes présents dans chaque cellule».

Cependant, «l’ADN est continuellement abîmé par divers facteurs dont l’origine peut être endogène ou exogène»: par exemple, dans les facteurs endogènes il y a «la respiration cellulaire qui produit des radicaux libres» et, parmi les facteurs exogènes, figure l’exposition aux rayonnements. Il en résulte que les éventuels dommages aux séquences présentes dans le nucléole doivent «être réparés efficacement et rapidement». Ainsi, «les cellules possèdent plusieurs systèmes de réparation qui sont plus ou moins spécifiques du type de dommage présent sur l’ADN».

Néanmoins, «si ces mécanismes de réparation sont pour la plupart identifiés et leur fonctionnement connu, leur intervention au niveau des séquences répétées dans le nucléole est encore largement méconnu et difficile à étudier du fait de la présence des nombreuses séquences répétées». Comme «une instabilité de ces séquences d’ADN ribosomique a été décrite dans le vieillissement prématuré, certaines maladies neurologiques et le cancer», l'étude ici présentée a cherché à en savoir plus.

Pour cela, elle s'est focalisée «sur la famille des histones déméthylases qui, en régulant les modifications post-traductionnelles sur les histones, peuvent modifier le niveau de compaction de la chromatine et ainsi impacter divers processus tels que la transcription et la réparation de l’ADN». L'histone déméthylase JMJD6 a été identifiée par l'interférence ARN réalisée sur une lignée cellulaire humaine «comme une nouvelle protéine impliquée dans la réponse aux dommages induits par les radiations ionisantes (principalement des cassures double-brin d’ADN)».

Ensuite, «différentes approches utilisant le système CRISPR, la spectrométrie de masse et l’imagerie de fluorescence, ont confirmé que la protéine JMJD6 est un acteur important du maintien de l’intégrité génétique de l’ADN nucléolaire. Il est ainsi apparu que «JMJD6 intervient spécifiquement dans la réponse aux dommages présents dans le nucléole en contrôlant le recrutement à la chromatine de la protéine NBS1, un des constituants d’un complexe impliqué dans la réparation de l’ADN». De plus, il a été observé que l’histone déméthylase JMJD6 permet «la condensation et la relocalisation de l’ADN endommagé à la périphérie du nucléole».

Au bout du compte, ces observations laissent penser «que cette relocalisation est nécessaire à une réparation efficace et fidèle des dommages qui affectent l’ADN ribosomique», car «les cellules déficientes pour JMJD6 montrent une augmentation des réarrangements et des pertes de séquences dans l’ADN nucléolaire».

Une étude, dont les résultats intitulés «Information theory tests critical predictions of plant defense theory for specialized metabolism» ont été publiés dans la revue Science Advances, a permis, grâce à une combinaison des développements récents en métabolomique et de la théorie de l’information, de tester les prédictions de deux théories ('Optimal defense' et 'Moving target'), formulées il y a un peu plus de 40 ans pour tenter d'expliquer pourquoi les plantes produisent une diversité spectaculaire de métabolites «dont beaucoup agissent comme boucliers chimiques contre l’herbivorie par les insectes».

Relevons tous d'abord que, depuis le milieu des années 70, de très nombreux cadres théoriques ont été formulés» pour comprendre si la diversité chimique en question «est par elle-même fonctionnelle et quels sont les facteurs écologiques contrôlant son évolution». Cependant, comme «les prédictions de ces théories se sont souvent révélées difficiles à tester du fait de l’absence de techniques analytiques permettant d’explorer de façon poussée et non-ciblée le profil métabolique des plantes», ces contraintes techniques ont «été un frein à l’avancement de ce domaine de recherche».

Parmi ces théories écologiques, il en est deux qui «sont souvent au cœur des débats: celle de la 'défense optimale' (Optimal defense theory) et une autre nommée d’après la métaphore militaire de la 'cible mouvante' (Moving target theory)». Concrètement, «la théorie de la 'défense optimale' suggère que les plantes ajustent la production préférentielle de défenses en fonction de la probabilité d'une attaque future», tandis que «la théorie de la 'cible mouvante' suppose que les plantes modifient leur métabolisme de manière aléatoire, ces changements imprévisibles pour l’agresseur l’empêchant de s’adapter efficacement».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a fait appel à «une approche de métabolomique pour explorer la diversité des métabolites produits par différentes espèces de tabacs sauvages suite à l’attaque par des larves de lépidoptères: le ver du cotonnier (Spodoptera littoralis), un phytophage généraliste s'alimentant sur de nombreuses espèces végétales et celui du sphinx du tabac (Manduca sexta), spécialiste de quelques espèces de la famille des Solanacées, dont Nicotiana attenuata, modèle principal de l’étude».

Pour «décoder la diversité métabolique des plantes analysées et comment celle-ci est reprogrammée lors de la réponse à l’agression», des outils statistiques issus de la théorie de l’Information ont été utilisés. La transposition de ce cadre statistique à l’analyse de profils métabolomiques a permis de «quantifier la diversité statistique et prédictibilité des profils chimiques produits par les plantes attaquées».

Cette approche simple a permis de «tester les prédictions des théories de la 'défense optimale' et de la 'cible mouvante'». Il est ainsi apparu «que les réponses métaboliques pour différentes populations des espèces végétales analysées sont systématiquement en accord avec la théorie de la 'défense optimale'» qui stipule donc «que les plantes ajustent la production préférentielle de défenses en fonction de la probabilité d'une attaque future».

Une étude, dont les résultats intitulés «Discovery and characterization of the exoplanets WASP-148b and c. A transiting system with two interacting giant planets» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics et disponibles en pdf, rapporte la découverte de WASP-148, un système planétaire comprenant deux planètes en forte interaction, grâce notamment à l’instrument français SOPHIE à l’Observatoire de Haute-Provence (CNRS/Aix-Marseille Université).

Relevons tout d'abord que si «quelques exoplanètes en interaction ont déjà été repérées grâce à des satellites», c'est la première fois, qu'un tel système extrasolaire est détecté directement depuis le sol. Concrètement, l'analyse du mouvement de l’étoile WASP-148 a conduit à conclure «qu’elle hébergeait deux planètes: WASP-148b (*) et WASP-148c (**)» en forte interaction.

Plus précisément, «alors que la première planète, WASP-148b, effectue le tour de son étoile en presque neuf jours, la seconde planète, WASP-148c, met un temps quatre fois plus long»: cette proportion entre les périodes orbitales «implique que le système WASP-148 est proche de la résonnance, c’est-à-dire que l’interaction gravitationnelle entre les deux planètes est amplifiée».

Les variations observées de la période orbitale de ces planètes confirment ce diagnostic: en effet, «tandis qu’une planète seule, sans l’influence d’une seconde, se déplacerait avec une période constante, WASP-148b et WASP-148c subissent des accélérations et décélérations qui témoignent de leurs interactions».

Liens externes complémentaires (source Exoplanetcatalogue)

(*) WASP-148 b

(**) WASP-148 c

Une étude, dont les résultats intitulés «Observation of structure in the J/ψ-pair mass spectrum» sont disponibles en pdf sur arxiv.org, rapporte que la collaboration LHCb a observé un type de particule inédit, comprenant quatre quarks. Cette nouvelle particule «est vraisemblablement la première d’une catégorie de particules non observées auparavant».

Relevons que si, généralement, «les quarks s'assemblent par groupe de deux ou trois pour former des particules appelées hadrons», depuis des décennies, «les théoriciens postulent l'existence d’hadrons constitués de quatre ou cinq quarks, appelés parfois tétraquarks et pentaquarks». Des expériences menées ces dernières années, en particulier celles du LHCb, ont confirmé l'existence de certaines de ces particules exotiques.

En fait, les particules «constituées de combinaisons inhabituelle de quarks» constituent un 'laboratoire' idéal pour l'analyse «de l'une des quatre forces fondamentales connues de la nature, l'interaction forte, qui fait tenir ensemble les protons, les neutrons et les noyaux atomiques». Alors que, jusqu'ici, «LHCb et les autres expériences avaient observé uniquement des tétraquarks comprenant au maximum deux quarks lourds, et aucun ayant plus de deux quarks du même type», la nouvelle particule découverte «est la première composée de quatre quarks lourds du même type, à savoir deux quarks c et deux antiquarks c».

L’équipe de LHCb a trouvé «ce nouveau tétraquark en utilisant la technique de chasse aux particules consistant à chercher dans les données issues des collisions un excédent d'événements, c'est-à-dire une 'bosse' se détachant de la courbe qui représente les événements constituant le bruit de fond». Cette bosse a été repérée «dans la distribution des masses d'une paire de particules J/ψ, constituées d'un quark c et d'un antiquark c», en «passant au crible l'intégralité des données collectées par LHCb pendant la première et la deuxième exploitation du Grand collisionneur de hadrons, de 2009 à 2013 et de 2015 à 2018 respectivement».

Cette bosse, qui «a une signification statistique de plus de cinq écarts-types, seuil usuel à partir duquel on peut parler de découverte d'une nouvelle particule», correspond «à une masse où sont censées se trouver les particules composées de quatre quarks c».

Cependant, «comme pour les tétraquarks découverts précédemment, on ne sait pas exactement si cette nouvelle particule est un 'véritable' tétraquark, c'est-à-dire un système composé de quatre quarks liés étroitement les uns aux autres, ou une paire de particules à deux quarks, les deux particules étant faiblement liées selon une structure comparable à celle d’une molécule». En tout cas, quel que soit la réponse, ce nouveau tétraquark «aidera les théoriciens à tester les modèles de chromodynamique quantique, la théorie qui décrit l'interaction forte».

Une étude, dont les résultats intitulés «Asteroid impact, not volcanism, caused the end-Cretaceous dinosaur extinction» ont été publiés dans la revue PNAS, indique que seule la chute d'un astéroïde au Yucatan est responsable de la disparition des dinosaures et d'autres espèces, il y a 66 millions d'années et révèle que les volcans ont plutôt favorisé la résilience de la biosphère durement impactée, alors qu'une hypothèse avancée stipulait que cette extinction (crise KT) était le produit combiné d'un changement climatique découlant de la chute de cet astéroïde et des éruptions volcaniques colossales en Inde.

Concrètement, dans le cadre de l'étude ici présentée, des simulations complexes «aussi bien du climat que de l'impact sur les écosystèmes des deux phénomènes» ont été conduites. Il est ainsi apparu que si les éjectas de l'impact de l'astéroïde de Chicxulub ont débouché sur «une sorte d’hiver nucléaire en bloquant la lumière du Soleil et en faisant baisser les températures, le gaz carbonique injecté par les éruptions du Deccan aurait» pour sa part créé «un effet de serre limitant les baisses de températures et propices au développement de la végétation».

Plus précisément, cette étude démontre que «l'astéroïde a provoqué un impact hivernal pendant des décennies et que ces effets environnementaux ont décimé des environnements appropriés pour les dinosaures», tandis que «les effets des éruptions volcaniques intenses n'étaient pas assez forts pour perturber considérablement les écosystèmes mondiaux». Autrement dit, cette étude «confirme, pour la première fois quantitativement, que la seule explication plausible de l'extinction est l'impact hivernal qui a éradiqué les habitats des dinosaures dans le monde entier».

En outre, elle fournit «de nouvelles preuves suggérant que les éruptions volcaniques qui se produisent à peu près au même moment pourraient avoir réduit les effets sur l'environnement causés par l'impact, en particulier en accélérant la hausse des températures après l'hiver produit par l'impact», ce qui a boosté «la survie et la récupération des animaux et des plantes qui ont survécu à l'extinction, de nombreux groupes se développant immédiatement après, notamment les oiseaux et les mammifères».