Une étude, dont les résultats intitulés «Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes» ont été publiés dans la revue Nature, laisse penser qu'un micro-organisme, appartenant au groupe Archée des procaryotes (bactéries dépourvues de noyau et d’organites) localisé en profondeur dans les eaux glacées du nord-ouest de la Norvège, pourrait être le possible chaînon manquant du vivant dans sa période primitive.

Rappelons tout d'abord que c'est à la suite des travaux de Carl Woese, qui, grâce à des analyses génétiques, a montré en 1977 que le monde des cellules procariotes était séparé en deux groupes (les bactéries et archées), que le vivant est divisé aujourd'hui en trois grands domaines: les eucaryotes, les bactéries et les archées.

Les archées «sont des habituées des environnements extrêmes»: ainsi, «certaines sont friandes des milieux acides» et «d’autres barbotent dans des eaux si salées que celles-ci tueraient n’importe quel être vivant».

D'un point de vue phylogénétique, s'il «est couramment admis que les cellules eucaryotes sont apparues suite à la fusion d’un procaryote avec certaines bactéries, qui sont devenues les organites» («la mitochondrie, la centrale énergétique de la cellule eucaryote, en est un exemple»),on ignore quels ont été «les acteurs et les étapes de cette fusion».

C’est là que l'étude ici présentée intervient: en effet, elle a analysé l'ADN d'une nouvelle archée remontée à la surface dans une carotte sédimentaire prélevée par un petit sous-marin, au large de l’archipel du Svalbard, «à une quinzaine de kilomètres du 'Château de Loki', le volcan sous-marin le plus septentrional de la planète situé à 2500 m de profondeur» (en ce lieu la pression «est 250 fois plus élevée qu’en bord de mer, la température flirte avec le 0°C, et l’oxygène est quasi inexistant»).

L'analyse génétique de cette archée, dénommée Lokiarchaeota ou plus simplement Loki, a fait apparaître qu'elle possédait «des dizaines de gènes spécifiques des eucaryotes», dont «certains codent des protéines impliquées dans la régulation du trafic des vésicules, un des organites eucaryotes, ou dans le remodelage de la membrane». Ainsi, non seulement Loki est le premier procaryote «qui partage autant de gènes en commun avec nous», mais il semble carrément notre «plus proche cousin non eucaryote».

Cette étude amène donc «à reconsidérer la place des eucaryotes dans le vivant», en renforçant les «hypothèses proposant un ancêtre archée pour les eucaryotes». Cependant si Loki semble être «un descendant de l’archée ayant donné naissance aux cellules eucaryotes», on n’a, pour l'instant, «aucune idée du mécanisme qui a amené cet ancêtre à fusionner avec des bactéries».

Surtout, comme «Loki n’a pas pu être observée, sa présence ayant simplement été déduite d’une analyse de gènes», la prudence doit être de mise: en effet, les gènes eucaryotes détectés pourraient «appartenir à d’autres organismes présents dans les sédiments, ou même avoir été intégrés au génome de Loki par transfert 'horizontal', un échange de gènes courant chez les procaryotes».

Une étude, dont les résultats intitulés «A Spectroscopic Redshift Measurement for a Luminous Lyman Break Galaxy at z = 7.730 Using Keck/MOSFIRE» ont été publiés dans la revue Astrophysical Journal Letters, a permis d'identifier la galaxie la plus éloignée de la Terre jamais découverte à ce jour, datant de 670 millions d’années après le Big Bang, survenu il y a 13,8 milliards d’années.

L'observation de cette galaxie, dénommée EGS-zs8-1, et la mesure de sa distance par rapport à la Terre «ont été possibles grâce à un instrument relativement nouveau, appelé 'MOSFIRE', qui équipe le télescope Keck I à Hawaï et permet «d’étudier plusieurs galaxies en même temps».

Cette mesure fait apparaître qu’EGS-zs8-1 continuait, à cette époque, dans l'Univers jeune où elle évoluait, «à former des étoiles très rapidement, environ 80 fois plus vite que la Voie lactée». Cette observation confirme ainsi que les galaxies massives de ce type, qui existaient au début de l’Univers, manifestent des propriétés physiques «différentes de celles des galaxies autour de nous aujourd’hui».

Une étude, dont les résultats intitulés «Crystal structure of a light-driven sodium pump» ont été publiés dans la revue Nature Structural & Molecular Biology, a permis de déterminer la structure moléculaire de la pompe ionique KR2, qui permet le transport des ions sodium chargés positivement à travers les membranes bactériennes hors de la cellule.

Comme, jusqu’à présent, «la structure atomique et le mécanisme d’action de KR2 n’étaient pas connus», l'étude ici présentée a commencé, grâce à des techniques de cristallographie à rayons X, par réaliser «la reconstitution 3D exacte» de cette structure, ainsi que de «la structure du complexe moléculaire qu’elle forme en conditions physiologiques», puisque la protéine KR2 s’associe dans notre organisme «à quatre autres KR2 pour former un complexe moléculaire pentamérique».

Parmi les caractéristiques originales de la structure de KR2, on peut citer «une partie hélicoïdale recouvrant l’entrée extracellulaire de la pompe, comme un couvercle», et la «structure inhabituelle de la cavité de chargement des ions du côté intracellulaire», qui «est inhabituellement large et en protrusion dans le cytoplasme par rapport à la surface de la membrane» et qui «pourrait agir comme un filtre à l’origine de la sélectivité de KR2 pour les ions sodium».

En vue de tester cette hypothèse, la structure de ce 'filtre' a été modifiée «en changeant les acides aminés spécifiques de ce site moléculaire par mutations ciblées». Il est ainsi apparu que «non seulement KR2 perd effectivement sa compétence vis-à-vis des ions sodium», mais également qu'une de ces mutations «transforme KR2 en pompe à potassium photosensible – une première du genre».

Cette découverte est particulièrement intéressante «pour des applications potentielles en optogénétique» puisqu'un «un neurone activé revient normalement à un état de repos en laissant sortir des ions potassium à travers des canaux ioniques dans sa membrane»: ainsi, «une pompe potassium KR2 mutée pourrait être utilisée pour 'éteindre' à volonté, grâce à des impulsions lumineuses, un neurone actif». L'intégration dans des neurones, de cette pompe KR2 modifiée en fait donc «un nouvel outil en optogénétique, champ de recherche à la croisée de l'optique et de la génétique».

Une étude, dont les résultats intitulés «Discovery of starspots on Vega- First spectroscopic detection of surface structures on a normal A-type star» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis, pour la première fois, de mettre en évidence l’existence de taches sur la surface de l’étoile de masse intermédiaire Vega, une découverte qui amène de nouvelles contraintes importantes sur l’évolution stellaire des étoiles de masse intermédiaire.

Rappelons tout d'abord que Vega de la Lyre, qui est classée «dans la catégorie des étoiles de masse intermédiaire», en raison de ses «2 masses solaires» est une étoile de classe spectrale A avec une «température de surface de l’ordre de 10000°C».

Vega, qui tourne très vite sur elle-même («sa période de rotation étant proche de 0.68 jours terrestres», est une «référence de stabilité pour les mesures de flux lumineux depuis plus de 150 ans» de sorte que, «même si quelques variations de très faible amplitude avaient été rapportées dans le passé», jusqu'à présent, «aucune périodicité n’avait pu être mise en évidence».

Comme «en 2009, un champ magnétique très faible a été détecté sur Vega» et, par la suite également, «sur d’autres étoiles de la même classe spectrale (A)», ce phénomène est mystérieux car, à la différence du Soleil dont le champ magnétique «est engendré par un mécanisme dynamo dans son enveloppe convective», Vega et ses pareilles n’ont pas d’enveloppe convective.

Par ailleurs, une des caractéristiques de la dynamo solaire étant «sa variabilité temporelle qui se manifeste notamment par l’apparition et la disparition des taches solaires», des travaux récents, effectués grâce au satellite Kepler, laissent penser, «grâce à la détection, dans environ 40% des étoiles A, d’une modulation rotationnelle du flux lumineux (photométrie), c’est-à-dire une variation en phase avec la période de rotation de l’étoile», que des structures similaires à celle du Soleil pourraient être présentes à la surface de Vega.

Dans ce contexte, l'étude ici présentée «a cherché des traces directes d’une telle modulation» en analysant «un jeu récent de données de 2500 spectres à haute résolution et grande stabilité vélocimétrique (observations dans le domaine du visible avec SOPHIE/OHP2 en 2012)».

Ainsi, à partir de l'identification des «écarts au profil de raie spectral moyen de toute la série», des signatures de taches sur la surface de Véga ont pu être extraites, qui ont mis en évidence, pour la première fois, «une structuration de la surface présentant des plages brillantes ou sombres (à un très faible contraste) sur cette étoile de masse intermédiaire caractéristique de sa classe spectrale (A)», ces plages étant «surtout localisées à des latitudes assez basses proche de l’équateur stellaire».

Cette découverte, qui «indique que ces mêmes étoiles ont une activité magnétique complexe», ouvre «une toute nouvelle fenêtre d’observation», puisqu'un «grand nombre d’informations supplémentaires sur les conditions physiques des étoiles A sont maintenant accessibles : rotation stellaire, activité magnétique de surface et structure interne».

Une étude, dont les résultats intitulés «Time evolution of snow regions and planet traps in an evolving protoplanetary disk» ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis d'élaborer un nouveau modèle représentant sur des millions d'années l'évolution de disques protoplanétaires composés de poussières et de gaz qui formeraient les planètes à partir de 'pièges à planètes'.

Soulignons tout d'abord que la température dans le plan médian d'un disque protoplanétaire «va déterminer sa composition» et, que c'est «en suivant cette composition tout au long de l’évolution du disque», qu'il devient possible de déterminer les conditions favorables à la formation et à la croissance des planètes.

Ainsi, en vue de comprendre la formation du Système solaire et des exoplanètes, l'étude ici présentée a développé ce nouveau modèle de disque protoplanétaire «en couplant des calculs sur la dynamique, la thermodynamique et la géométrie des disques».

Celui-ci a non seulement permis de suivre l'évolution au cours du temps du disque en analysant, en particulier, «la migration des embryons planétaires en son sein», mais il a également abouti à la détermination de «la position des lignes de sublimation des différentes espèces de poussières présentes dans le disque, c’est-à-dire la frontière au-delà de laquelle certaines de ces poussières passent de l’état solide à l’état gazeux».

Les endroits les plus favorables «à la survie et à la croissance des 'bébés' planètes, en suivant la migration des embryons planétaires susceptibles de se former dans un tel disque», ont ainsi pu être localisés: il est alors apparu que ces embryons de planètes vont s'accumuler dans des zones, baptisées 'pièges à planètes', «qui, d’une part, assurent leur survie en les empêchant de percuter leur étoile et qui, d’autre part, favorisent leurs collisions, leur permettant de croître par accrétion».

Le suivi «tout au long de l'évolution du disque protoplanétaire» de ces 'pièges à planètes', qui se trouvent «sur les lignes de sublimation des poussières», permet «d'identifier les zones stables où les planètes pourront survivre et grossir, et les distinguer des pièges plus éphémères qui ne retiendront que temporairement les embryons planétaires».

Ce travail a pu, de plus, démontrer «le rôle essentiel de la ligne de sublimation de la glace d'eau, que l’on pensait jusqu'à présent brutale et mince, dans la formation des planètes au sein même de notre Système solaire»: plus précisément, «en deçà de cette ligne, se forment des planètes raisonnablement petites comme la Terre, contenant des silicates en quantités importantes et donc de densités plus élevées» alors «qu'au-delà de la limite des glaces, là où l'eau peut être à l’état solide, ce sont des planètes géantes de plus faibles densités comme Jupiter qui apparaissent».

A l'avenir, ce modèle détaillé d’évolution des disques protoplanétaires associé à une simulation de la croissance des embryons planétaires, pourrait aider à «mieux comprendre la composition des cœurs des planètes du Système solaire» et, grâce aux «futures observations de l’observatoire millimétrique et sub-millimétrique ALMA» conduire à «affiner les données rassemblées sur les lieux de formation des exoplanètes».