Une étude, dont les résultats intitulés «Molecular evidence of keratin and melanosomes in feathers of the Early Cretaceous bird Eoconfuciusornis» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis, pour la première fois, d'identifier des mélanosomes et de la kératine, responsables de la couleur, dans des restes de dinosaure. Eoconfuciusornis, l'espèce de dinosaure correspondant au fossile en question, daté de 130 millions d’années, qui avait été retrouvé «dans des dépôts lacustres chinois en 2008», est liée «aux plus anciens oiseaux similaires à ceux que nous pouvons observer de nos jours».

En fait, «des mélanosomes, organites cellulaires produisant de la mélanine responsable de la teinte de la peau et des téguments» avaient déjà été trouvés dans de nombreux fossiles, mais, jusqu'ici, cette observation était controversée car la structure des mélanosomes ressemble à celle des microbes et il est donc difficile de les distinguer au microscope.

Ce n'est plus le cas désormais, car, pour la première fois, «via des méthodes de microscopie électronique et des techniques immunologiques», la présence simultanée de mélanosomes et de bêta-kératine a été mise en évidence dans les plumes du fossile de Eoconfuciusornis: l'identification de la kératine a été la clé «pour exclure une source microbienne des corps microscopiques retrouvés dans les fossiles» (les mélanosomes sont «entourés d’une matrice de kératine»). Notons, en outre, qu'il s’agit «du plus vieil exemple de bêta-kératine trouvé dans des fossiles».

Comme «la bêta-kératine retrouvée dans les plumes des oiseaux est également présente dans les écailles des reptiles», la mise en évidence de bêta-kératine dans le fossile de Eoconfuciusornis va contribuer «à retracer l’histoire évolutive de la kératine chez les reptiles et les oiseaux» et permettre de «comprendre, à un niveau moléculaire, comment les plumes ont évolué» dans la lignée des oiseaux.

Une étude, dont les résultats intitulés «The evolution of the faint end of the UV luminosity function during the peak epoch of star formation» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, rapporte la découverte de galaxies naines distantes qui pourraient apporter des indices essentiels sur la formation d'étoiles dans l'Univers il y a plusieurs millards d'années.

Rappelons tout d'abord que «les scientifiques pensent que les galaxies naines, beaucoup moins massives que notre propre galaxie la Voie Lactée, ont joué un rôle important en transformant l’Univers primitif, sombre et opaque, en un Univers lumineux et transparent, c'est à dire pendant la période dite de réionisation de l'Univers».

Comme l'observation directe de ces galaxies naines est «hors de portée des plus grands télescopes» car elles sont très peu lumineuses, la seule possibilité qui reste pour les détecter «est d'utiliser des structures de l’Univers extrêmement massives telles que les amas de galaxies, comme des télescopes naturels»: en effet, «une galaxie située derrière cette structure verra sa lumière magnifiée et déviée comme passant à travers une lentille et détectée sous forme d’arcs de lumière multiples».

Ainsi, «après un premier travail en 2014 qui a montré la faisabilité d’un tel projet», l'étude ici présentée s'est servie de «trois des amas observés avec la caméra WFC3 du Telescope Spatial Hubble (HST)» pour réaliser des images profondes de l’Univers, lorsqu'il était âgé de 2 à 6 milliards d’années, qui ont fait apparaître que les galaxies naines «qui sont 10 à 100 fois plus faibles en luminosité que celles observées habituellement» sont «en nombre bien supérieur aux galaxies les plus brillantes».

Cette étude, «qui a montré que le nombre de galaxies naines a fortement évolué durant cette période, et qu’elles représentent la population de galaxies la plus nombreuse de l’Univers jeune», confirme qu'elles ont joué «un rôle de premier plan dans le phénomène de réionisation de l’Univers», car «malgré leur faible luminosité, elles contribuent à la moitié de tout le rayonnement ultraviolet produit par les galaxies à cette époque».

Une étude, dont les résultats intitulés «Directed evolution of cytochrome c for carbon–silicon bond formation: Bringing silicon to life» ont été publiés dans la revue Science, donne «raison à l'exobiologiste Carl Sagan qui expliquait que des vies différentes de la nôtre pourraient peut-être exploiter le silicium plutôt que le carbone»: en effet, une bactérie, capable d'établir un lien chimique entre des atomes de carbone et de silicium, a été obtenue, par évolution dirigée, en manipulant un cytochrome C.

Rappelons tout d'abord que «le silicium est 'tétravalent', comme le carbone, c'est-à-dire qu'il peut se lier avec quatre liaisons distinctes, formant un tétraèdre dont l'atome est le centre» de sorte qu'il peut «réaliser des molécules complexes, étendues dans les trois dimensions, et même avec des rotations possibles autour d'un axe C-C ou Si-Si». Cependant, «la chimie du silicium est plus pauvre que celle du carbone (qui a une plus forte charge en électrons) et la vie terrestre a manifesté très nettement sa préférence» pour le carbone.

Du fait que les composés carbone-silicium, qui «ont une importance économique réelle» doivent être produits par des synthèses chimiques, l'étude ici présentée a entrepris «de faire faire ce travail par une cellule vivante» en se focalisant sur Rhodothermus marinus, «une bactérie qui apprécie les eaux très chaudes des geysers islandais» et qui «abrite une petite protéine, connue de tous les organismes qui respirent, le cytochrome C, dont la tâche est de transporter des électrons».

Comme le cytochrome C de la bactérie islandaise semblait en mesure de «catalyser, au moins faiblement, des réactions menant à la fameuse liaison C-Si», la méthode de 'l'évolution dirigée' lui a été appliquée. Plus précisément, «des mutations, plus ou moins aléatoires, sont imposées au gène codant pour cette protéine et les bactéries résultantes sont sélectionnées, pour ne retenir que celles chez qui la fonction recherchée semble plus efficace». Au bout de seulement trois cycles, il est apparu que le groupe de R. marinus sélectionné peut fabriquer désormais une enzyme qui catalyse les liaisons C-Si quinze fois mieux que le meilleur catalyseur chimique.

En fin de compte, cette bactérie qui a intégré «une nouvelle fonction n'existant pas dans la nature» ouvre, pour l'industrie chimique, la voie à l'exploration «de nouvelles méthodes pour synthétiser des composés carbone-silicium inédits» et montre, d'un point de exobiologique, qu'une chimie de la vie qui repose en plus du carbone aussi sur le silicium, n'est pas invraisemblable.

Une étude, dont les résultats intitulés «Authigenic 10Be/9Be ratio signatures of the cosmogenic nuclide production linked to geomagnetic dipole moment variation since the Brunhes/Matuyama boundary» ont été publiés dans la revue Journal of Geophysical Research (Solid Earth) et sont disponibles en pdf, a permis, grâce à l'utilisation du béryllium 10, un isotope tiré des sédiments marins, de retrouver les crises géomagnétiques sur une durée particulièrement longue, puisqu'elle s'étend sur les 850 000 dernières années. Elle fournit ainsi un nouvel outil pour étudier les variations passées du champ magnétique terrestre et son comportement à venir.

Rappelons tout d'abord que «l'isotope de béryllium 10Be se forme dans l'atmosphère sous l'action des rayonnements cosmiques, que le champ magnétique terrestre dévie en partie». Il en découle que l'intensité de ce champ magnétique influe sur la production de 10Be, qui «est lessivé par la pluie peu de temps après sa formation et adhère aux grains minéraux qui décantent vers le fond de l'océan».

Dans le cadre de l'étude ici présentée, «trois carottes sédimentaires ont été extraites du fond des océans Indien et Pacifique et analysées afin de comparer les concentrations en 10Be à celles de 9Be, issu de la croûte terrestre». Grâce à ce rapport, il a été possible «d'évaluer le taux de production atmosphérique du 10Be sur 850 000 ans, millénaire par millénaire». Il a été ainsi constaté que «son évolution suit bel et bien les variations du champ magnétique, déjà connues par les méthodes paléomagnétiques dont la fiabilité méritait d'être éprouvée».

Plus précisément, «les épisodes de surproduction de 10Be correspondent à des effondrements du champ magnétique terrestre, y compris ceux associés à sa dernière inversion connue : celle de Brunhes-Matuyama il y a 770 000 ans». De plus, «les chutes d'intensité du champ coïncident aussi avec les excursions, des inversions ratées où les pôles reprennent finalement leur place initiale».

Comme «ces phénomènes se produisent tous les 20 000 à 50 000 ans, la dernière remonte à 41 500 ans», le champ magnétique terrestre, «après plusieurs tentatives d'inversion», pourrait «être amené à reprendre ce comportement». D'ailleurs, les mesures directes du champ magnétique mettent «en évidence une chute rapide du champ, amorcée il y a 2 500 ans», qui, «si elle se poursuit dans le futur», pourrait «engendrer des conditions favorables à une nouvelle excursion, voire à une inversion, dans deux à trois milliers d'années».

Une étude, dont les résultats intitulés «Enterocyte Purge and Rapid Recovery Is a Resilience Reaction of the Gut Epithelium to Pore-Forming Toxin Attack» ont été publiés dans la revue Cell Host & Microbe, a permis de montrer que les cellules intestinales attaquées par des bactéries pathogènes se purgent rapidement d'une grande partie de leur contenu afin de se protéger de l'infection, ce qui provoque un amincissement fort et temporaire de l'épithélium.

Notons tout d'abord que «Serratia marcescens est une bactérie opportuniste, présente partout dans l'environnement». Lorsque des drosophiles ingèrent continûment cette bactérie, elles «succombent en quelques jours». Comme «les analyses de la couche de cellules qui recouvre l'intérieur de l'intestin, l'épithélium», réalisées toutes les 24 heures, ne montrent aucun dégât apparent, les chercheurs ont entrepris d'observer «les toutes premières heures qui suivent l'infection».

Il est ainsi apparu que l'épithélium était «spectaculairement aminci, au point de sembler disparaitre, avant de reprendre sa forme originelle dans les heures qui suivent». Plus précisément, «les cellules intestinales, les entérocytes, présentent une forte réduction du cytoplasme», car elles ont «perdu une grande partie de leur contenu à l'exception du noyau» pour se débarrasser «des organites endommagés, d'une partie des bactéries qui essayent de traverser la paroi intestinale et des toxines bactériennes».

 

C'est «la présence d'hémolysine, une toxine bactérienne formant des pores dans les membranes des cellules cibles», qui «sert de signal pour la purge des cellules». A cause de cela, il a été montré «qu'une souche mutante de S. marcescens incapable de sécréter de l'hémolysine devenait plus virulente», car bien qu'elle perde l'effet de la toxine, elle ne déclenche «plus la purge protectrice, ce qui lui permet d'endommager l'épithélium avec ses autres facteurs de virulence».

Comme des travaux complémentaires «montrent que ce phénomène d'amincissement et de reconstitution du volume de l'épithélium intestinal se retrouve des abeilles à l'homme, en passant par la souris», il apparaît essentiel «de déterminer les mécanismes moléculaires mis en jeu et, plus généralement, de préciser si des anomalies dans ce processus pourraient aider à mieux comprendre les causes des maladies inflammatoires de l'intestin, comme la maladie de Crohn».