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Une étude, dont les résultats intitulés «Cellular Metabolism Is a Major Determinant of HIV-1 Reservoir Seeding in CD4+ T Cells and Offers an Opportunity to Tackle Infection» ont été publiés dans la revue Cell Metabolism, a permis d'identifier une vulnérabilité dans les cellules dites 'réservoirs' du virus du sida, ce qui ouvre la voie à leur élimination.
Rappelons tout d'abord que «les traitements actuels contre le VIH sont à prendre 'à vie' car les antirétroviraux ne parviennent pas à éliminer les réservoirs du virus logés dans les cellules immunitaires»: en effet, si les antirétroviraux bloquent le virus et agissent contre sa multiplication, «ils ne peuvent pas éliminer les cellules infectées».
Dans ce contexte, l'objectif de l'étude ici présentée a été «de caractériser les cellules infectées pour pouvoir cibler les cellules et les éliminer de l'organisme infecté par le VIH». Concrètement, elle est parvenue «à identifier les caractéristiques des lymphocytes T CD4, des cellules immunitaires qui sont les cibles principales du VIH» en montrant «que le virus va infecter prioritairement les cellules à forte activité métabolique».
Plus précisément, «cette activité, et en particulier la consommation de glucose de la cellule» joue «un rôle clé dans l'infection», car «le virus détourne l'énergie et les produits fournis par la cellule pour se multiplier», un besoin du virus, qui «constitue une faiblesse qui pourrait être exploitée pour s'attaquer aux cellules 'réservoirs'».
Ainsi, l'étude a pu bloquer 'ex vivo' (sur des cultures de cellules) «l'infection grâce à des molécules inhibitrices de l'activité métabolique déjà utilisées en cancérologie». Au bout du compte, ce travail montre «que les cellules qui s'infectent par le VIH ont des caractéristiques d'un point de vue énergétique qui ressemblent aux cellules tumorales», ce qui fait qu'on «pourra utiliser les mêmes types d'outils».
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Une étude, dont les résultats intitulés «An unexpected noncarpellate epigynous flower from the Jurassic of China» ont été publiés dans la revue eLife, laisse penser, grâce à la découverte d'une nouvelle espèce fossilisée, baptisée Nanjinganthus dendrostyla, que des plantes ont pu fleurir au Jurassique ancien, il y a plus de 174 millions d'années.
Rappelons tout d'abord que les plantes à fleurs, appelées scientifiquement angiospermes, «représentent plus de 90 % des espèces végétales terrestres». Cependant, «leur origine reste floue», puisque si elle «est généralement datée de quelque 130 millions d'années», certains indices suggèrent «que les plantes à fleurs sont plus âgées».
Alors que «jusqu'à présent, aucun fossile n'avait permis de confirmer cette hypothèse», cette étude a pu analyser «plus de 250 spécimens trouvés sur un affleurement rocheux de la région de Nankin (Chine)». Cette abondance de fossiles «a permis de les observer en haute résolution, sous différents angles et avec divers grossissements», ce qui a abouti à «reconstituer les caractéristiques de Nanjinganthus dendrostyla».
Il est ainsi apparu que cette «plante présentait un réceptacle invaginé en forme de coupe et un toit ovarien qui, ensemble, enfermaient ovules et graines». Cette caractéristique «la distingue d'autres angiospermes trouvées dans la région et datant du Jurassique moyen».
Une question se pose à présent: les angiospermes sont-elles monophylétiques («c'est-à-dire qu'il a existé des souches de type Nanjinganthus dendrostyla qui ont donné naissance à toutes les espèces ultérieures») ou polyphylétiques»? Soulignons pour finir que dans la seconde éventualité «Nanjinganthus dendrostyla pourrait ne représenter qu'une impasse évolutive».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Extensive cellular heterogeneity of X inactivation revealed by single-cell allele-specific expression in human fibroblasts», ont été publiés dans la revue PNAS, a permis d’expliquer les inégalités observées entre les hommes et les femmes face aux maladies génétiques, en séquençant cellule par cellule des cellules de la peau et du sang et en observant comment le deuxième chromosome X des femmes s’inactivait graduellement pour éviter une surdose des gènes codés par le X.
Rappelons tout d'abord que l'ADN «est composé de gènes qui sont ensuite exprimés par l’ARN, puis finalement traduits en protéines». Comme, de ce fait, l’ARN est le produit intermédiaire des protéines présentes dans nos cellules, l'étude ici présentée a utilisé une «technique pionnière, nommée Single-cell allele specific RNA sequencing, qui permet pour la première fois de séquencer les molécules d’ARN cellule par cellule, et non pas d’un tissu dans son ensemble», ce qui conduit à «quantifier ce qui se passe dans chaque cellule individuellement, et donc gène par gène».
Plus précisément, cette étude s’est intéressée à «l’inactivation aléatoire d’un des deux chromosomes X chez la femme, découverte en 1960 par la chercheuse britannique Mary F. Lyon» (elle «avait exposé pour la première fois que les femmes étant munies de deux chromosomes X, contrairement aux hommes, l’un des deux reste silencieux par un mécanisme de correction du dosage génique, compensant la présence chez la femme d’une copie supplémentaire des gènes localisés sur le chromosome X»). Néanmoins, dans les années 1990, «des scientifiques ont trouvé que certains gènes du chromosome X inactivé échappaient pourtant à cette inactivation».
Afin d'en apprendre plus, «935 cellules de la peau et 48 cellules sanguines, provenant de cinq femmes différentes» ont été séquencées. Les cellules ont, dans un premier temps, été individualisées et les gènes exprimés dans chaque cellule ont été déterminés. Dans un second temps, la séquence du génome des cinq femmes a été analysée, grâce à la bioinformatique, pour «repérer dans chaque cellule quel chromosome X était activé et lequel était silencieux».
Alors que, jusqu'ici, «les techniques expérimentales n’étaient pas assez sensibles pour mesurer précisément le taux d’expression des gènes qui échappent à l’inactivation», grâce à cette nouvelle approche, les généticiens ont identifiés 55 gènes qui échappent à l’inactivation, dont 5 encore inconnus à ce jour». Il est surtout apparu «dans toutes les cellules analysées qu’aucun chromosome X n’est inactif à 100%, mais que ce taux varie d’une cellule à une autre».
En réalité, «l'inactivation du chromosome X est initiée par l’expression du gène XIST», qui «produit des petites molécules d’ARN qui entourent un des deux chromosomes X, forçant les gènes de ce chromosome à rester silencieux». Il a été «démontré que plus le nombre de molécules d’ARN XIST sur ce chromosome inactivé est élevé, plus les gènes de ce chromosome sont silencieux, et inversement». Il en résulte que l'expression de ce gène explique «le niveau variable d’inactivation observée entre les cellules»
Si XIST est «le gène déterminant pour l’inactivation d’un des deux chromosome X dans les cellules de la femme», il «n’est pas le seul», puisque, pour la première fois, «cinq autres gènes jouant un rôle important dans le mécanisme d’inactivation du chromosome X» ont été découverts.
Ces observations vont non seulement «permettre de mieux comprendre ce qui se passe au niveau moléculaire durant ce phénomène d’inactivation», mais elles vont mener à élargir ces investigations à «la compréhension des différences observées entre les hommes et les femmes pour de nombreuses maladies» causées «par des gènes localisés sur le chromosome X, comme l’hémophilie, les syndromes de déficiences intellectuelles et de troubles du développement».
Comme lors de cette recherche, il a été aussi découvert «que l’inactivation du chromosome X variait en fonction des différentes phases de la vie d’une cellule et du type cellulaire», cela «pourrait expliquer les différences de sévérité de certaines maladies observée entre les patients, l’âge de l’apparition de ces maladies et surtout pourquoi certains tissus sont la cible des maladies». Ainsi, cette étude devrait aider à «pouvoir mettre en lumière les mécanismes à l’origine de l’hétérogénéité des maladies génétiques».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Migraine-Associated TRESK Mutations Increase Neuronal Excitability through Alternative Translation Initiation and Inhibition of TREK» ont été publiés dans la revue Neuron, a permis de mettre en évidence un nouveau mécanisme lié à l'apparition de la migraine: en l'occurrence, une mutation génétique induit le dysfonctionnement d'une protéine normalement capable d'inhiber une activité électrique, provoquant de ce fait des crises migraineuses.
Commençons par noter qu'alors «que 15% de la population adulte dans le monde est touchée par la migraine, aucun traitement curatif efficace sur le long terme n'a pour le moment été mis sur le marché». En fait, «les crises migraineuses sont liées, entre autres, à l'hyperexcitabilité électrique des neurones sensoriels», dont l'activité électrique «est contrôlée par des protéines génératrices de courant appelées canaux ioniques, et notamment par le canal TRESK qui a une fonction inhibitrice sur l'activité électrique».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée montre «qu'une mutation du gène codant pour cette protéine entraine sa scission en deux protéines dysfonctionnelles : l'une est inactive et l'autre, en ciblant d'autres canaux ioniques (K2P2.1) stimule fortement l'activité électrique des neurones, provoquant des crises migraineuses».
Bien que «les chercheurs avaient déjà mis en évidence le caractère héréditaire des migraines», jusqu'ici «ils n'en connaissaient pas le mécanisme». En montrant «que la scission de TRESK induit l'hyperexcitabilité des neurones sensoriels et le déclenchement de la migraine», cette étude constitue «une nouvelle piste de recherche pour l'élaboration d'antimigraineux», l'idée étant «de cibler les canaux K2P2.1 afin de réduire l'activité électrique des neurones, prévenant ainsi le déclenchement de migraines».
En outre, il est suggéré «que ce mécanisme inédit, provoquant la formation de deux protéines au lieu d'une seule, soit maintenant considéré pour étudier d'autres maladies liées à des mutations génétiques ainsi que pour leur diagnostic».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Inosine, but none of the 8-oxo-purines, is a plausible component of a primordial version of RNA» ont été publiés dans la revue PNAS, a montré qu'une molécule, l’inosine, pourrait avoir joué un rôle clé dans le scénario des débuts de la vie, baptisé «monde à ARN», dans lequel «l’acide ribonucléique, ou ARN, aurait eu une place centrale très tôt dans le développement de la vie».
Notons tout d'abord que l’ADN, qui est, aujourd’hui,le support de l’information génétique, «contient les instructions pour la production de protéines», alors que «sa réplication n’est possible qu’en présence de certains catalyseurs, des protéines», ce qui pose la question: «qui de l’ADN ou des protéines sont apparues en premier?».
Comme Tom Cech et Sidney Altman ont découvert en 1982 «que l’ARN, très proche chimiquement de l’ADN et capable de transporter de l’information génétique, peut aussi avoir un rôle de catalyseur, comme les protéines», la possibilité d’auto-réplication de l’ARN est ouverte. Cependant, «si l’ARN peut avoir un rôle de catalyseur, on ne connaît pas de processus nonenzymatiques (c’est-à-dire sans l’aide de certaines protéines) de réplication de l’ARN dans sa forme actuelle», ce qui «rend impossible ce scénario dans les conditions prébiotiques».
Pour solutionner ce problème, on peut «imaginer que les premières formes de vie auraient contenu un ARN primordial, très proche de l’ARN mais avec quelques différences, notamment dans les bases nucléiques qui constituent la molécule». Rappelons ici que l'ARN est un long assemblage de nucléotides comportant chacun une des quatre bases que sont l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et l’uracile (U)». Or, «si des processus prébiotiques efficaces sont connus pour synthétiser la cytosine et l’uracile, ce n’est pas le cas pour les deux autres».
Du fait que «l’adénine et la guanine appartiennent à la famille des purines, des composés dont la structure repose sur celle de la purine, une molécule azotée cyclique», une étude précédente réalisée par la même équipe avait déjà «mis en évidence la possibilité de former certaines purines, des oxo-8-purines, dans des conditions prébiotiques». Dans le prolongement de cette étude, la recherche en question ici «a examiné la possibilité de construire des ARN avec des oxo-8-purines à la place de A et G».
Comme «l’ARN est une molécule qui se dégrade vite» et qui «doit donc accomplir sa mission de réplication assez rapidement» en «limitant le nombre d’erreurs qui compromettraient l’information héritée», cette nouvelle étude s'est penchée sur ces deux facteurs importants: «la rapidité de la réplication et la fiabilité de ces ARN modifiés».
Dans un premier temps, des oxo-8-purines ont été mis «en présence de brins d’ARN, en cours d’autoassemblages selon un motif imposé», mais il a été «constaté que dès que ces purines s’ajoutaient à la chaîne, la fixation d’autres nucléotides était ralentie, tandis que le nombre d’erreurs dans la synthèse devenait très important». A cause de cela, ces candidats ont été écartés.
Dans un second temps, une autre purine, l’inosine, a été testée, alors que dans une étude précédente, «des chercheurs avaient suggéré que l’inosine n’était pas un bon candidat». En réalité, elle a été testée ici «dans des conditions plus proches de celles de la Terre prébiotique». Il est ainsi apparu «que l’inosine remplaçait la guanosine (la base guanine associée à un ribose dans l'ARN) sans perturber la réplication» et avait «peut-être eu ce rôle dans l’ARN primordial».
En fin de compte, comme «l’inosine s’obtient par une réaction de déamination de l’adénosine (la base adénine associée à un ribose)», il reste une question, «comment produire l’adénosine dans les conditions prébiotiques?».
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