Une étude, dont les résultats intitulés «Survival trade-offs in plant roots during colonization by closely related beneficial and pathogenic fungi» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de comprendre les bases génétiques qui font que les champignons du genre Colletotrichum *, ennemi de nombreuses plantes d'intérêt agronomique, peuvent entretenir des relations bénéfiques avec d'autres plantes.

Soulignons tout d'abord que «les champignons microscopiques du genre Colletotrichum comptent plusieurs espèces, qui diffèrent par leurs capacités à attaquer spécifiquement certaines plantes et par les stratégies d’infection qu’ils développent»: en effet, «alors que la plupart infectent les parties aériennes de leurs plantes hôtes, Colletotrichum tofieldiae possède la particularité d’en infecter les racines».

Comme des travaux récents ont «mis en évidence la présence asymptomatique de ce champignon dans les racines de certaines populations naturelles d’Arabidopsis thaliana, dévoilant les bénéfices de cette association pour la nutrition de la plante dans des conditions pauvres en phosphore», l'étude ici présentée a cherché à identifier les ajustements qui ont été nécessaires, au champignon et à sa plante–hôte A. thaliana, pour que ces deux parties collaborent.

Il est ainsi apparu, «en comparant les génomes du champignon bénéfique C. tofieldiae et celui de son plus proche cousin pathogène C. incanum» (sur 13000 gènes communs entre les deux espèces fongiques, 11 300, soit 87 %, «sont parfaitement conservés»), que «la transition vers un mode de vie bénéfique est relativement récente», puisqu'elle «daterait d’il y a quelque huit millions d'années».

Un «certain nombre de caractéristiques en lien avec la transition d’un mode de vie pathogène vers un mode de vie bénéfique» a, dans la foulée, pu être identifié: en particulier, «les gènes codant pour des protéines nécessaires à l’infection de la plante (ou effecteurs) sont 50 % moins nombreux chez C. tofieldiae que chez son homologue pathogène C. incanum (133 contre 189)». En outre, «la majorité des gènes codant pour des facteurs de pathogénicité, qu’il s’agisse d’effecteurs, enzymes clés du métabolisme secondaire ou encore transporteurs, sont exprimés très tardivement voire pas du tout activés chez C. tofieldiae alors qu’ils sont fortement induits chez C. incanum lors de l’infection de la plante hôte».

En ce qui concerne le comportement de la plante en présence de C. tofieldiae, «la réponse d’A. thaliana varie selon la concentration en phosphore du milieu»: plus précisément, «si celui-ci est présent en quantité importante, les gènes codants pour différents éléments de défense de la plante, telle la synthèse de composés antimicrobiens, sont activés» de sorte que «plante et champignon ne peuvent alors interagir», tandis que «si le milieu est carencé en phosphore, ces gènes ne sont pas activés» et «les deux partis peuvent interagir pour le plus grand bénéfice de la plante en matière de nutrition, d’autant que les gènes liés au transport du phosphore ou à la différenciation des cellules racinaires sont alors activés».

Par contre, «en présence du champignon pathogène C. incanum», les gènes codant pour différents éléments de défense d’A. thaliana «sont fortement activés quelle que soit la concentration en phosphore dans le milieu».

En conséquence, cette étude, qui révèle «la capacité remarquable d’A. thaliana à prioriser l’expression des gènes liés aux réponses de défense en présence de quantités abondantes de phosphore ou du métabolisme du phosphore en conditions de carence», suggère «que les plantes ont la capacité de rapidement hiérarchiser les informations provenant de leur environnement» pour répondre «aux stress, biotiques ou abiotiques, auxquels elles sont soumises».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

* Colletotrichum

Une étude, dont les résultats intitulés «An extensive reef system at the Amazon River mouth» ont été publiés dans la revue Science Advances et sont disponibles en pdf, a permis de mettre en lumière un gigantesque système de récifs coralliens à l'embouchure de l'Amazone, à la suite d'un programme de recherche basé en partie sur les résultats d'une expédition menée dans les années 1970.

Afin de «localiser dans les eaux saumâtres ces mystérieux récifs qui, à l'époque, ne faisaient pas l'objet de relevés de coordonnées par satellite», l'étude ici présentée «a commencé par cartographier les fonds à l'aide d'ondes sonores, puis les a échantillonnés au cours de plusieurs expéditions entre 2010 et 2014». Ces analyses «ont confirmé la présence des coraux et d'une riche diversité biologique sous la surface boueuse de l'eau» qui comporte en particulier des poissons, des éponges et des algues. Les facteurs propices à la création d'un tel écosystème, sont «les niveaux d'acidité et de salinité, les débris, la sédimentation et la lumière, uniques à cet endroit géographique».

En ce qui concerne le récif, il est apparu «hétérogène dans sa composition». Plus précisément, «à l'extrémité sud, les eaux sont davantage baignées par le soleil qu'au nord» de sorte que le récif est «dominé dans les basses latitudes par les coraux et les espèces qui recourent à la lumière par la photosynthèse», tandis qu'au nord, beaucoup de ces espèces «deviennent moins abondantes et le récif se pare d'éponges et d'autres constructeurs de récif qui assurent leur croissance grâce à la nourriture offerte par le fleuve»: ainsi, «les micro-organismes prospérant dans les eaux sombres sous le panache boueux de l'Amazone» représenteraient «l'une des ressources nutritives des espèces coralliennes».

Une étude, dont les résultats intitulés «Slow waves, sharp waves, ripples, and REM in sleeping dragons» ont été publiés dans la revue Science, a permis de montrer, grâce à des expériences sur le Dragon Australien, que certains reptiles peuvent, comme les mammifères, entrer dans un sommeil paradoxal.

Rappelons tout d'abord que le sommeil paradoxal * («'REM sleep' en anglais, pour 'Rapid-Eye Movement Sleep'»), qui alterne avec le sommeil lent, ou 'sommeil de courtes ondes', «est la phase du sommeil où l'activité cérébrale est la plus intense, ou la 'plus réveillée'»: en particulier, au cours de cette période, «les yeux fermés d'un dormeur peuvent se mettre à bouger frénétiquement, ou qu'il peut parler».

Comme «la grande majorité des animaux dotés d'un système cérébral (des insectes aux humains, en passant par les oiseaux et poissons) peuvent sommeiller pendant un certain temps» et comme, jusqu'ici, seuls les mammifères et les oiseaux ont été identifiés comme étant «capables d'entrer dans des sommeils profonds, dits paradoxaux, et même parfois de rêver», l'étude ici présentée s'est intéressée à un lézard, apprécié aujourd'hui comme animal de compagnie, l'Agame barbu (Pogona vitticeps) ou Dragon Australien.

Il est ainsi apparu, à partir de l'analyse «des mouvements des yeux une fois le reptile endormi» et de l'analyse électrique «de l'activité cérébrale via des implants placés sous la peau de son crâne» que ce reptile «rentrait bien en sommeil paradoxal, selon des cycles biphasiques (sommeil lent puis sommeil paradoxal) de 60 à 90 secondes, près de 300 fois par sieste» (pour sa part, l'homme, durant son sommeil, «passe par seulement une poignée de ces cycles, mais d'une durée beaucoup plus longue, d'environ 1h à 1h30 chacun»).

Cette observation suggère qu'il existe un mécanisme cérébral commun aux «mammifères, oiseaux et maintenant reptiles 'non-aviens' (qui ne sont pas relatifs aux oiseaux, contrairement à certains dinosaures)», qui «proviendrait de l'ancêtre commun des amniotes (un groupe de vertébrés regroupant les mammifères, les reptiles aviens et non-aviens ; ndlr), probablement apparu il y a près de 320 millions d'années».

En effet, «l'activité observée durant ce cycle biphasique est produite par la coordination du cortex avec un autre organe cérébral (l'hippocampe chez les mammifères et le pont dorso-ventriculaire (ou pallium ; ndlr) chez le lézard)» et la «génération de ces cycles provient de la même région, le tronc cérébral», une «structure très ancienne et partagée par tous ces animaux».

La conclusion de tout cela, c'est que «si un lépidosaurien comme Pogona vitticeps peut potentiellement rêver durant sa phase de sommeil paradoxal», il est très probable que n'importe quel dinosaure était capable de faire de même.

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

* Sommeil paradoxal

Une étude, dont les résultats intitulés «Neanderthal genomics suggests a pleistocene time frame for the first epidemiologic transition» ont été publiés dans la revue American Journal of Physical Anthropology, a permis d'ouvrir de nouvelles perspectives sur les causes de la disparition des Néandertaliens.

Rappelons tout d'abord que les recherches ont fait apparaître que les Néandertaliens ont décliné puis disparu «relativement rapidement après l’arrivée en Europe d’Homo sapiens, il y a environ 35.000 ans» (en 5.000 ans, Homo sapiens remplace, sur l’ensemble de l’Europe, Neandertal, qui quitte la scène il y a 24.000 ans « en laissant ses dernières traces dans la grotte de Gorham à Gibraltar»).

Plusieurs hypothèses ont été avancées pour expliquer cette disparition, mais, jusqu'ici, elles ne sont pas étayées par des preuves irréfutables. Pour sa part, l'étude ici présentée propose une nouvelle explication qui s'appuie sur les conclusions des études récentes récentes qui ont montré, grâce aux «progrès des techniques de la PCR et du séquençage du génome», l'existence de flux génétiques «entre les deux hominines qui n’étaient donc pas des espèces rigoureusement séparées», cette hybridation impliquant un «contact physique proche», qui «favorise la transmission de maladie».

Plus précisément, on peut supposer que «Neandertal était initialement, naturellement résistant à des maladies de son environnement comme la septicémie d’origine bactérienne et l’encéphalite amenée par des tiques qui peuplaient les forêts de Sibérie», mais qu'il «ne devait pas l’être par rapport à certaines maladies d’origines tropicales amenées par Homo sapiens avec lui». S'il «devait bien évidemment en être de même dans l’autre sens pour Cro-Magnon», le métissage a pu conduire «à une asymétrie de telle sorte que les résistances, ou les fragilités, acquises par les transferts de gènes auraient défavorisé les néandertaliens».

En conséquence, à partir de la combinaison des études génétiques «sur le génome de pathogènes et l’ADN d’hominidés anciens», cette étude est amenée «à soupçonner que certaines maladies chroniques comme le ténia, la tuberculose, les ulcères d’estomac et quelques types d’herpès ont, à défaut d’être vraiment mortelles, contribué à affaiblir les néandertaliens».

Une étude, dont les résultats intitulés «NAD⁺ repletion improves mitochondrial and stem cell function and enhances life span in mice» ont été publiés dans la revue Science, a permis de prouver que le nicotinamide riboside * (NR), un dérivé de la vitamine B3 ** réactive la régénération cellulaire.

Rappelons tout d'abord «que lorsqu’elles sont endommagées par une lésion, les cellules de nos tissus et organes (foie, cœur, reins…) peuvent mourir»: par exemple, à «chaque fois que l’on fait un effort musculaire intense», des cellules musculaires 'traumatisées' meurent et sont «remplacées par de nouvelles, issues de l’activation de cellules souches (cellules indifférenciées, capables de s’auto-renouveler et de donner différents types cellulaires)». Cependant, le problème vient de ce que «au bout d’un certain nombre de cycles de réparation, les cellules souches font moins bien leur travail et la régénération est moins bonne».

Afin d'inverser ce phénomène de 'fatigue des cellules souches' qui est «l'une des causes principales conduisant à une mauvaise régénération, voire une dégénérescence de certains tissus ou organes», une enquête biologique a été menée qui a fait apparaître que contrairement à un vieux dogme qui «prétendait que les cellules souches au repos n’utilisaient pas leurs mitochondries (centrales énergétiques des cellules)», elles les utilisent en permanence pour trouver de l’énergie.

Comme, avec le temps, «ces mitochondries se mettent à moins bien fonctionner et les cellules souches s’affaiblissent», cette étude, qui a «pu identifier la chaîne moléculaire régulant le fonctionnement des mitochondries», a observé son évolution avec l’âge.

Il a été alors constaté que «le nicotinamide riboside, déjà connu pour son aptitude à améliorer le fonctionnement du métabolisme, faisait défaut dans la mitochondrie de la cellule souche vieillissante» et que «son ajout, au contraire, relance la machine»: plus précisément, en donnant «de la nicotinamide riboside à des souris âgées de 2 ans (l’équivalent de 75 ans chez l’humain)», la régénération musculaire est bien meilleure que pour celles qui n’en ont pas eu. De plus, «elles vivent plus longtemps (une quarantaine de jours en moyenne, équivalent à quatre ans de plus en âge humain)». Un effet comparable a été observé «sur des cellules souches du cerveau ou de la peau» dans des études parallèles.

Cette recherche ouvre donc «des perspectives très intéressantes dans le domaine de la médecine régénérative», puisqu'elle suggère qu’on pourrait «administrer du NR en bonne proportion aux personnes âgées», pour «pallier les déficits, notamment chez celles qui souffrent de fonte musculaire ou de déclin cognitif».

Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)

* Nicotinamide β-riboside

** vitamine B3