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Une étude, dont les résultats intitulés «Non-canonical RNA-directed DNA methylation participates in maternal and environmental control of seed dormancy» ont été publiés dans la revue eLife, révèle comment l'empreinte maternelle de dormance des graines est transmise grâce à de petits fragments d’ARN dits ‘interférents’, qui inactivent certains gènes. En outre, l'étude dévoile qu’un mécanisme similaire permet de transmettre une autre empreinte, celle des températures présentes au cours du développement de la graine.
Relevons tout d'abord que «la dormance est mise en œuvre pendant le développement des graines dans la plante mère», ce qui «permet aux graines de germer pendant la bonne saison, d’éviter que tous les rejetons d’une plante se développent au même endroit et entrent en compétition pour des ressources limitées, et favorise la dispersion des plantes». De plus, «les graines perdent également leur dormance à des échéances variables».
L'étude ici présentée a été entreprise pour comprendre pourquoi «des sous-espèces d’une même plante peuvent avoir différents niveaux de dormance selon les latitudes sous lesquelles elles sont produites». En fait, «comme tous les organismes ayant une reproduction sexuée, la graine reçoit deux versions de chaque gène, un allèle maternel et un allèle paternel, qui peuvent avoir des niveaux d’expressions différents».
Il avait été «montré en 2016 que les niveaux de dormance d’Arabidopsis thaliana (l’Arabette des Dames), un organisme-modèle utilisé en laboratoire, sont hérités de la mère», car, chez la graine, «le niveau d’expression d’un gène régulateur de dormance appelé allantoinase (ALN) est le même que celui de l’allèle maternel», ce qui implique «que c’est l’allèle maternel d’ALN qui est principalement exprimé, au détriment de l’allèle paternel».
Pour sa part, l’étude ici présentée montre «que cette empreinte maternelle est transmise par un mécanisme épigénétique, qui influence l’expression de certains gènes sans en modifier la séquence»: concrètement, «l’allèle paternel d’ALN est ‘réduit au silence’ par des modifications biochimiques appelées méthylations, qui sont effectuées dans la région promotrice du gène afin de l’inactiver».
Comme «ces méthylations sont elles-mêmes le résultat d’un processus dans lequel sont impliqués différents complexes d’enzymes et de facteurs, ainsi que de petits fragments d’ARN dits ‘interférents’», il s’agit là «d’un exemple inédit d’empreinte génomique, car elle se fait en l’absence de l’enzyme habituellement responsable de la méthylation».
Il est apparu que lorsque «les conditions environnementales présentes pendant la formation de la graine laissent aussi leur empreinte, car son niveau de dormance augmente avec une baisse des températures», les «deux allèles du gène ALN sont fortement réprimés dans la graine» en raison d'un «mécanisme épigénétique semblable, mais dont les acteurs ne sont pas tous identiques à ceux qui opèrent pour réduire l’allèle paternel au silence».
Au bout du compte, «cette empreinte du froid permet à la graine de conserver des informations sur les températures passées pour les inclure dans le choix du moment optimal de germination». Cependant, «après la germination, le gène ALN est à nouveau réactivé dans l’embryon» et la mémoire du froid sera alors effacée, «ce qui permet de remettre les compteurs à zéro pour la génération suivante».
En conséquence, cette étude peut conduire à des applications dans l’agriculture, «notamment pour prévenir une germination précoce dans un environnement soumis aux changements climatiques» et en écologie «car l’augmentation des températures pourrait diminuer la dormance de la banque de semences et modifier ainsi la répartition des espèces végétales sous une latitude donnée» avec de multiples répercutions, directe et indirectes, «pour les espèces animales et végétales indigènes».
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Une étude, dont les résultats intitulés «An Older and Exceptionally Large Adult Specimen of Tyrannosaurus rex» ont été publiés dans la revue The Anatomical Record, révèle que des analyses des restes fossilisés de 'Scotty', retrouvés en 1991 dans la Saskatchewan, une province canadienne située dans la région des prairies, font que ce Tyrannosaurus rex bat le record de taille de Sue et, de plus, qu'il est l'adulte T-Rex le plus âgé connu à ce jour.
Ce Tyrannosaurus rex a été «baptisé affectueusement du diminutif de 'Scotty', tout simplement parce que les membres de l'expédition qui se sont occupés de ses restes fossilisés sur place avaient débouché une bouteille de Scotch whisky, le fameux whisky écossais, pour fêter la découverte» qui s'était effectuée lors d'une campagne de fouille «dans la vallée de la rivière Frenchman qui entaille les collines des Badlands où des ravins escarpés ont été creusés dans des schistes et du grès».
Scotty a été extrait d'une couche de grès datée de 66 millions d'années, soit « juste avant la disparition des dinosaures» au Crétacé. Si son squelette «a fait l'objet de nombreuses expositions, ou pour le moins sa copie», il apparaît seulement aujourd'hui «qu'il s'agit du plus grand T-Rex quasi complet (à 75 % environ ) découvert à ce jour». De ce fait, il détrône «Sue, une femelle Tyrannosaurus rex, décédée il y a 67 millions d'années et dont les restes fossilisés avaient été découverts en 1990 dans le Dakota du Sud par la paléontologue américaine Sue Hendrickson, et qui fut donc surnommée Sue en son honneur».
En outre, «l'analyse des traces de croissance des os de Scotty a montré que l'on était en présence de l'adulte le plus âgé connu». En fait, «long de 13 mètres et devant peser presque 9 tonnes, il avait visiblement eu une vie mouvementée car ses os contiennent de nombreuses traces de blessures»: concrètement, «Scotty a notamment eu des côtes cassées, une mâchoire infectée et sa queue laisse penser qu'elle porte des traces de morsures, peut-être infligées par un congénère».
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Une étude, dont les résultats intitulés «First constraint on the neutrino-induced phase shift in the spectrum of baryon acoustic oscillations» sont publiés dans la revue Nature Physics, a réussi à extraire une information sur les neutrinos produits par le Big Bang en analysant des grandes structures de l'Univers.
Rappelons tout d'abord que «près de 10-32 seconde après le Big Bang, l'Univers connaît une phase d'expansion prodigieuse (inflation)», un événement mystérieux, qui «perturbe la matière (un plasma dense et opaque) en donnant naissance à des ondes de pression, analogues au son».
Dans «ce fluide de protons, neutrons, électrons, photons et neutrinos», ces ondes «parviennent à se propager, pendant 380.000 ans» jusqu'à ce que la lumière jaillisse, un moment où l'Univers est assez 'dilaté' et refroidi «pour que les électrons et les protons puissent former des atomes d'hydrogène et libèrent les premiers photons que nous pouvons observer aujourd'hui ('fond diffus cosmologique')».
Au bout du compte, «les ondes de pression primordiales cessent de se propager dans ce nouvel environnement et la structure périodique de densité de matière associée à ces ondes se fige, en donnant naissance aux grandes structures de l'Univers». Dans ce contexte, «le modèle standard de la cosmologie prévoit que ces grandes structures conservent l'empreinte des neutrinos primordiaux».
Concrètement, «il existe une relation entre la distribution spatiale de la matière à grande échelle et le nombre de variété de neutrinos», relié «au fait que les neutrinos primordiaux se déplacent à la vitesse de la lumière dans le fluide de protons, de neutrons et de photons, qui porte des ondes acoustiques se propageant plus lentement (c/√3)».
Pour sa part, la collaboration Sloan Digital Sky Survey débusque ces informations sur les neutrinos, en exploitant «un catalogue de 1,2 million de galaxies éloignées de nous de 2,7 à 10 milliards d'années-lumière» et en établissant, pour différents âges de l'Univers, «la distribution spatiale de la matière à grande échelle». Il apparaît ainsi «une structure périodique, 'relique' des ondes acoustiques primordiales, conformément aux prévisions théoriques».
En 'incorporant' ensuite à ces données «celles issues du fond diffus cosmologique, observé en microondes par le satellite Planck notamment», les chercheurs «mettent en évidence pour la première fois l'impact des neutrinos sur la propagation des ondes acoustiques, excluant un univers primordial sans neutrino».
Autrement dit, «une détection indirecte du fond diffus de neutrinos cosmiques produits par le Big Bang» a été réalisée. A l'avenir, «il deviendra possible de déterminer plus précisément le nombre de familles de neutrinos», avec «davantage de données observationnelles, grâce notamment à Desi (Dark Energy Spectroscopic Instrument) ou Euclid».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Single-Cell Analysis Reveals Heterogeneity of High Endothelial Venules and Different Regulation of Genes Controlling Lymphocyte Entry to Lymph Nodes» ont été publiés dans la revue Cell Reports, a permis, en utilisant des approches de séquençage d’ADN sur cellule unique, de mettre en lumière les caractéristiques des cellules endothéliales qui tapissent la paroi des vaisseaux HEV (veinules à endothélium épais) dans lesquels les lymphocytes circulant dans le sang se faufilent afin de pénétrer dans les ganglions lymphatiques pour lutter contre les infections virales et bactériennes.
Indiquons tout d'abord que «les vaisseaux sanguins HEV constituent des portes d’entrée très efficaces puisque l’on estime que dans l’organisme, à chaque seconde au moins 5 millions de lymphocytes entrent dans les ganglions via les vaisseaux HEV». En fait, «des vaisseaux HEV apparaissent dans la plupart des maladies inflammatoires chroniques (polyarthrite rhumatoïde, maladie de Crohn, dermatite atopique, psoriasis, asthme, …) et contribuent à l’inflammation du tissu». Cependant, dans le cancer, les vaisseaux HEV ont, à l’inverse, «un effet bénéfique car ils facilitent l’entrée dans les tumeurs solides des lymphocytes tueurs».
Concrètement, «il n’est pas si facile de comprendre les caractéristiques qui distinguent les vaisseaux HEV des vaisseaux sanguins classiques», car «les cellules endothéliales des vaisseaux HEV sont très rares (moins de 0.02% des cellules d’un ganglion lymphatique normal)» et «très difficiles à isoler car elles s’accrochent aux autres cellules du tissu, notamment les lymphocytes, ce qui n’est pas vraiment une surprise car la fonction première des cellules HEV est justement de capturer les lymphocytes».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée est parvenue, «en combinant plusieurs technologies de pointe», à «caractériser les cellules HEV au niveau individuel». En premier lieu, elle a «mis à jour une hétérogénéité des vaisseaux HEV insoupçonnée jusqu’alors, concernant notamment l’expression de protéines impliquées dans la capture des lymphocytes».
Il est aussi apparu «que les cellules endothéliales des vaisseaux HEV, contrairement à celle des autres vaisseaux sanguins, sont activées en permanence». Enfin, l'étude montre «que lorsque le ganglion lymphatique subit une inflammation, les cellules endothéliales des vaisseaux HEV modifient temporairement leur phénotype afin de permettre l’entrée dans le ganglion enflammé non seulement des lymphocytes, mais également des autres globules blancs tels que les polynucléaires».
En fin de compte, «ces travaux pourraient avoir des applications futures dans le traitement des maladies inflammatoires chroniques et du cancer si on parvenait à bloquer la fabrication des vaisseaux HEV pour diminuer l’inflammation (maladies inflammatoires chroniques), ou au contraire à augmenter la quantité de ces vaisseaux dans les tumeurs solides afin d’améliorer l’éradication des cellules cancéreuses par les lymphocytes tueurs».
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Une étude, dont les résultats intitulés «The Wolbachia mobilome in Culex pipiens includes a putative plasmid» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis, grâce à une méthode inédite d’analyse du génome de la bactérie Wolbachia, qui infecte plus de 70 % des insectes et influence la transmission par ces derniers d’agents pathogènes comme le virus de la Dengue ou Zika, d'identifier pour la première fois un nouvel élément génétique mobile de type plasmide dans cette bactérie.
Rappelons tout d'abord que «l'incidence des maladies et les risques associés aux agents pathogènes transmis par les moustiques, comme le parasite Plasmodium falciparum (agent de la malaria), les virus de la Dengue, Zika, Chikungunya, du Nil Occidental (West Nile) ou de la fièvre de la Vallée du Rift, croissent dans le monde entier».
Si «l'emploi d’insecticides reste la méthode la plus utilisée pour le contrôle des populations de moustiques», la résistance «aux différentes classes de pesticides actuellement employées» se répand largement. De ce fait, «de nouveaux outils pour contrôler la transmission des agents pathogènes dans des populations naturelles de moustiques basés sur l’utilisation de leurs bactéries, comme Wolbachia, se développent à travers le monde».
Soulignons ici que «la bactérie endosymbiotique Wolbachia, présente chez plus de 70% des insectes, est capable d’agir sur leur reproduction, et de réduire la transmission des agents pathogènes chez de nombreuses espèces de moustiques (par exemple Aedes aegypti et Anopheles gambiae)». Bien que cette bactérie soit «actuellement utilisée par des grands programmes de lutte biologique anti-vectorielle, comme le programme mondial ‘Eliminate Dengue’», les mécanismes moléculaires «d’interactions entre Wolbachia, l’insecte et les agents pathogènes restent encore mal connus».
Dans le but de faire avancer les connaissances sur ce sujet, cette étude a réalisé «des analyses métagénomiques de moustiques qui ont permis de reconstruire les génomes de la bactérie Wolbachia par une approche innovante», puisque, pour la première fois, des séquences de Wolbachia ont été obtenues «à partir d’ovaires de Culex pipiens collectés en France en travaillant à l’échelle de l’individu, et non de pools de moustiques, comme réalisé dans les méthodes classiques».
Au bout du compte, «cette approche nouvelle a permis d’identifier de nouveaux aspects du génome de la bactérie endosymbiotique Wolbachia et de ses éléments génétiques mobiles». Ainsi, «les analyses effectuées à partir de données de séquençage ‘short et long reads’ ont permis d’identifier un ADN circulaire, extrachromosomique, encore inconnu chez Wolbachia, nommé pWCP (Plasmid of Wolbachia in Culex pipiens)».
Cet anneau «possède 14 gènes et apparaît comme présent en plusieurs copies dans la bactérie, en plus de son chromosome». En outre, «la recherche de pWCP a postériori, à partir de données publiées précédemment a permis de confirmer sa présence à plus large échelle dans des spécimens de Culex pipiens collectés en Afrique du Nord».
Finalement, cette découverte permettra «le développement d’un nouvel outil d’ingénierie génétique de cette bactérie» et contribuera à «acquérir de nouvelles connaissances génériques sur les mécanismes d’interactions entre la bactérie, l’insecte et les agents pathogènes qu’il transmet» et, en particulier, «sur les mécanismes par lesquels la bactérie régule la transmission de ces agents pathogènes». Ces connaissances pourront être appliquées directement à «la lutte biologique contre les insectes vecteurs d’agents pathogènes responsables de maladies d’importance en santé animale et humaine».
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