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    Une étude, dont les résultats intitulés «Highly rearranged chromosomes reveal uncoupling between genome topology and gene expression» ont été publiés dans la revue Nature Genetics, a permis, grâce à l'utilisation d'une lignée de Drosophile dont les chromosomes sont largement remaniés, de découvrir que, dans un grand nombre de cas, il est possible de changer l’environnement chromosomique d’un gène sans pour autant affecter significativement son expression, ce qui suggère un découplage entre l’organisation de la chromatine et la régulation de l’expression des gènes.

     

    Relevons tout d'abord que, chez les eucaryotes, «l’expression des gènes est contrôlée par l’action de séquences régulatrices dites 'enhancer' qui peuvent être parfois situées à grande distance de leur gène(s) cible sur le génome». De ce fait, «l’activation de l’expression d’un gène requiert la formation d’une boucle chromatinienne entre un enhancer et le promoteur de son gène cible, permettant leur juxtaposition dans le noyau des cellules». Ainsi, l'organisation tridimensionnelle de la chromatine dans le noyau joue «un rôle important dans la régulation de l’expression des gènes».

     

    D'autre part, il y a quelques années, il a été établi «que les chromosomes sont organisés en domaines topologiquement associés, ou TADs (pour 'topologically associating domains'), qui représentent des régions enrichies en interactions locales mais dont le rôle est encore mal compris». Comme «de nombreuses données suggèrent que les interactions entre enhancers et promoteurs sont restreintes à l’intérieur des TADs par l’action de protéines 'insulatrices' localisées dans des régions dites barrières à la jonction entre deux TADs consécutifs», les TADs constitueraient «une unité fonctionnelle de régulation du génome».

     

    Par exemple, chez les mammifères, «des inversions chromosomiques affectant ces barrières peuvent causer une large variété de malformations développementales et de cancers due à la modification de la position d’un enhancer, qui étant mis au contact des gènes situés dans un autre TAD pourra déréguler leur expression». Néanmoins, «d’autres résultats apparemment contradictoires indiquent que la délétion des barrières entre les TADs n’affecterait pas nécessairement l’expression des gènes situés à proximité».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a utilisé «une lignée de Drosophile dont les chromosomes sont largement remaniés ('balanceurs')» en vue d'analyser «comment l’organisation de la chromatine affecte l’expression des gènes». Pour cela, «la version 'sauvage' et la version 'balanceur' des deux principaux chromosomes du génome de la Drosophile, les chromosomes 2 et 3», ont été comparées.

     

    Concrètement, dans un premier temps, ces chromosomes ont été séquencés pour «identifier tous les réarrangements différenciant les chromosomes sauvage et balanceur, tels que des délétions, des duplications ou des inversions», puis, dans un second temps, «l’effet de ces réarrangements sur le transcriptome (par la méthode RNA-seq) et sur l’organisation de la chromatine (par la méthode Hi-C)» a été analysé.

     

    Au bout du compte, il est apparu que «seule l’expression d’un petit nombre de gènes est affectée malgré des réarrangements important dans la structure du génome»: ainsi, alors que «certains réarrangements tels que les inversions chromosomiques peuvent modifier la taille des TADs ou augmenter de façon drastique la distance linéaire entre deux régions physiquement proches dans le noyau», il a été observé que «ces changements n’affectent pas l’expression des gènes de façon systématique».

     

    Comme, dans un grand nombre de cas, il est possible, chez la Drosophile, «de changer l’environnement régulatoire d’un gène, sans pour autant affecter significativement son expression», cela laisse penser qu'il existe «un découplage entre l’organisation de la chromatine et la régulation de l’expression des gènes».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «The first bird's-eye view of a gravitationally unstable accretion disk in high-mass star formation» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters et sont disponibles en pdf, rapporte que les observations du réseau ALMA suggèrent pour la première fois que les étoiles massives se forment comme des étoiles légères.

     

    Rappelons tout d'abord que «la majorité des étoiles dans la Voie lactée sont des naines rouges», souvent en couple, chacune étant peu massive (leur masse est plus petite que celle du Soleil) et que l'on parle d'étoile massive quand on considère une étoile «contenant au moins huit masses solaires».

     

    Les étoiles massives «ont un rôle essentiel dans l'évolution chimique des galaxies» et «dans les conditions permettant l'apparition de la vie» car «elles sont au cœur de la nucléosynthèse stellaire des éléments du carbone jusqu'au fer que l'on retrouve dans nos cellules». D'autre part, les étoiles massives sont très lumineuses de sorte que «le souffle de leur rayonnement va influencer les conditions d'effondrement des nuages moléculaires et poussiéreux qui vont donner lieu à la naissance de nouvelles étoiles».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée s'est focalisée «sur la source du nom de G353.273+0.641 (en abrégé G353) située dans la constellation du Scorpion à environ 5.500 années-lumière du Système solaire»: il ne s'agit pas encore d'une étoile massive sur la séquence principale mais d'une protoétoile «entourée d'un disque d'accrétion et d'une enveloppe stellaire alimentant encore ce disque et la croissance de la protoétoile» dans laquelle les réactions de fusion (et a fortiori «le fameux cycle CNO du carbone de Bethe-Weizsäcker») n'ont pas encore vraiment commencé.

     

    En réalité, elle tire son énergie lumineuse «du processus de contraction gravitationnelle théorisé au XIXe siècle par Kelvin et Helmoltz». Les observations indiquent cependant «que la protoétoile G353 contient déjà 10 masses solaires et que sa croissance se poursuit».

     

    Comme «c'est la première fois que l'on voit perpendiculairement le plan du disque entourant une protoétoile massive» avec le réseau ALMA» (jusqu'ici «de jeunes étoiles légères, encore entourées d'un disque protoplanétaire» ont pu être étudiées avec cet instrument, «ainsi que des étoiles massives, mais elles étaient vues presque dans le plan du disque les entourant encore»), il est apparu «que le rayon du disque autour de G353 est huit fois supérieur à celui de l'orbite de Neptune, ce qui en fait un des plus petits observés autour d'une protoétoile massive».

     

    De plus, «il a été possible de mesurer le taux de chute de la matière de l'enveloppe de gaz trois fois plus grande que le disque autour de G353 vers ce disque», ce qui a permis «d'estimer l'âge de la protoétoile: 3.000 ans tout au plus», ce qui fait d'elle «la plus jeune protoétoile connue à ce jour».

     

    Surtout, il a été mis en évidence «que le disque entourant G353 n'est pas uniformément brillant donc pas uniforme tout simplement du point de vue de la densité et de la température»: en particulier, le sud-est du disque est «plus brillant que l'autre partie». Il s'agit d'une grande première «pour un disque autour d'une protoétoile massive avec, en bonus, la découverte d'instabilité montrant que le disque est sur le point de se fragmenter».

     

    Du fait qu'on «connait des caractéristiques tout à fait similaires dans le cas des protoétoiles de plus petites masses», ces observations suggèrent «que le processus à l'œuvre, que ce soit par exemple dans le cas du protosoleil ou de G353, est le même et qu'il existerait donc une sorte de théorie universelle de la naissance des étoiles».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «LKB1 specifies neural crest cell fates through pyruvate-alanine cycling» ont été publiés dans la revue Science Advances, a permis de montrer que le suppresseur de tumeur Lkb1 est un régulateur essentiel des voies métaboliques requises lors de la différenciation de plusieurs dérivés de la crête neurale (CN).

     

    Rappelons tout d'abord que «la crête neurale est une structure propre aux vertébrés constituée de cellules multipotentes présentes de manière transitoire dans la région dorso-latérale du tube neural». Ces cellules contribuent, après migration dans l’embryon, «à la formation de nombreux organes».

     

    Pour sa part, «la protéine kinase Lkb1 régule le métabolisme énergétique, en particulier via l'activation de la protéine AMPK, une kinase senseur du niveau énergétique de la cellule (balance AMP/ATP)». Les auteurs de cette étude avaient déjà «mis en évidence le rôle essentiel de Lkb1 au cours de la migration et de la différenciation des cellules de la CN céphalique participant à la formation de la tête».

     

    Cette nouvelle étude a permis de montrer «que l'invalidation chez la souris du gène Lkb1 dans une sous-population de cellules souches de la CN issues de la région troncale du tube neural, aboutit à un blocage de la différenciation des mélanocytes (cellules pigmentaires), des cellules nerveuses et gliales du système nerveux entérique (qui commandent la motricité du tube digestif) et des cellules de Schwann myélinisantes et non-myélinisantes (requises pour l’isolation et la survie des axones des nerfs périphériques)».

     

    Concrètement, «les analyses du métabolome (l'ensemble des métabolites contenus dans un échantillon biologique) combinées à des études ultra-structurales et fonctionnelles révèlent qu'en absence de Lkb1, la conversion excessive du pyruvate en alanine par l'alanine aminotransférase (ALAT) est liée de manière causale à la genèse de ce phénotype». En fait, «l'action inhibitrice de Lkb1 sur l'ALAT est relayée par l'AMPK et implique l'intégrateur métabolique mTOR». En outre, «le traitement des souris mutées dans le gène Lkb1 avec la molécule AICAR (un précurseur de l'AMP) normalise l'activation de la voie mTOR et, de manière remarquable, rétablit la locomotion des animaux ainsi que leur motricité digestive».

     

    Au bout du compte, «ces travaux mettent en évidence pour la première fois le rôle primordial de LKB1 dans la formation de ces lignages cellulaires issues de la CN troncale et démontrent l'importance de la transamination pyruvate-alanine lors de la spécification gliale des cellules du système nerveux périphérique». Ils vont dans le même sens que «plusieurs études récentes ayant rapporté que les transaminases agissent comme des commutateurs métaboliques lors des processus contrôlant la prolifération et la différenciation cellulaires».

     

    Ces travaux ouvrent enfin «des perspectives sur le décryptage des mécanismes bioénergétiques impliqués dans l'ontogenèse de la CN et dans l'étiologie des pathologies malformatives dues à un développement aberrant des cellules provenant de cette structure embryonnaire».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Measurement of Υ(1S) elliptic flow at forward rapidity in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=5.02 TeV» ont été soumis à la revue Physical Review Letters et sont disponibles en pdf, rapporte la première mesure par la collaboration ALICE d'une signature dans un plasma quarks-gluons laissée par des particules produites dans les collisions (donnant un flux elliptique), en l'occurrence, il s'agit de particules upsilon produites dans des collisions plomb-plomb au LHC.

     

    Rappelons tout d'abord que «quelques millionièmes de seconde après le Big Bang, l'Univers était si dense et chaud que les quarks et gluons qui constituent les protons, les neutrons et les autres hadrons flottaient librement dans ce qu'on appelle un plasma quarks-gluons».

     

    Pour sa part, l'expérience ALICE auprès du LHC «peut recréer ce plasma dans des collisions de haute énergie produites par des faisceaux d'ions lourds (ions plomb)». Cependant, comme «les autres expériences de collision capables de recréer le plasma», ALICE ne peut pas observer directement cet état de la matière: en fait, «la présence et les propriétés du plasma ne peuvent être déduites que des signatures laissées sous la forme des particules produites dans les collisions».

     

    L'upsilon dont il est question ici «est une particule bottomonium, constituée d'un quark bottom (souvent appelé aussi beauté) et de son antiquark». Comme «les bottomoniums et leurs équivalents charmés, les charmoniums», sont «créées dans les phases initiales d'une collision d'ions lourds et sont donc témoins de toute l'évolution du plasma, depuis le moment où celui-ci est produit jusqu'au moment où il se refroidit et aboutit à un état dans lequel peuvent se former les hadrons», ces particules «constituent d'excellentes sondes du plasma quarks-gluons».

     

    Le mouvement collectif, ou flux, des particules produites constitue «une indication que le plasma quarks-gluons est formé». L'ampleur de ce flux, qui «est généré par l'expansion du plasma chaud après la collision», dépend «de plusieurs facteurs, en particulier le type de particule et sa masse, le caractère frontal ('central') ou non de la collision, et les impulsions des particules à angle droit de la ligne de faisceau»: par exemple, «l'un des types de flux, appelé flux elliptique, est le résultat de la forme elliptique initiale des collisions non centrales».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a permis d'établir «le flux elliptique des upsilons en observant les paires de muons (des cousins lourds de l'électron) qu'ils produisent en se désintégrant». Elle a ainsi «pu déterminer que l'ampleur du flux elliptique des upsilons pour toute une gamme d'impulsions et de centralités de collisions est faible, ce qui fait des upsilons les premiers hadrons qui semblent ne pas présenter de flux elliptique significatif».

     

    En fin de compte, «ces résultats sont conformes à la prédiction selon laquelle les upsilons sont pour l'essentiel divisés en leurs quarks constitutifs dès les premiers stades de leur interaction avec le plasma». Ce travail ouvre désormais «la voie à des mesures de haute précision s'appuyant sur les données du détecteur ALICE amélioré, qui sera capable d'enregistrer dix fois plus d'upsilons».

     

    Remarquons, par ailleurs, que ces données pourraient en outre «fournir quelques éléments d'explication concernant l’étrange histoire du flux de J/ψ», une particule charmonium, plus légère, qui «présente un flux plus élevé, et semble se reformer après avoir été divisé par le plasma».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Reconstructing the late-accretion history of the Moon» sont publiés dans la revue Nature, a permis de montrer à partir de simulations que la Lune a une faible capacité à retenir les débris provenant d'astéroïdes, ce qui expliquerait sa pauvreté en métaux rares comparativement à la Terre.

     

    Cette pauvreté relative en métaux rares posait un problème, car, globalement, si la formation des planètes a dû «entraîner une déplétion des métaux rares en leur sein», les planètes ont enrichi de nouveau «leurs stocks lors des collisions avec d'autres objets spatiaux» au cours d'un processus dénommé «accrétion tardive».

     

    Concrètement, le déficit de la Lune en métaux rares impliquait «que la masse ajoutée à la Lune lors de l'accrétion tardive soit au moins 1.000 fois moins importante que celle ajoutée à la Terre» alors que, jusqu'ici «les prévisions théoriques avaient estimé un ratio différentiel de 20 fois moins».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée, grâce à la «la simulation de plusieurs millions d'impacts», apporte un élément «qui pourrait justifier ce ratio obtenu par le biais de l'observation»: cette simulation a consisté à faire varier «quelques paramètres tels que la vitesse (10 à 20 km/h par seconde) et l'angle d'impact (20 à 80 degrés)» pour examiner «de plus près la capacité de la Lune à retenir une certaine masse provenant d'un objet céleste».

     

    Il est d'abord apparu «que les matériaux des grands impacteurs sont moins bien retenus que ceux des homologues plus petits». En outre, les collisions qui se font sous un angle élevé «fournissent au corps rocheux en question une fraction de masse plus importante que lorsque l'angle de frappe est faible».

     

    Au départ, l'idée a été de dire pour faire coïncider la théorie et l'observation «que la distribution inefficace des matériaux à partir des impacts, ainsi qu'un stade précoce chaud et fondu sur la Lune, pourrait expliquer ce rapport anormal entre la masse d'impact et la masse retenue».

     

    Ensuite, la comparaison de la taille de certains cratères lunaires a indiqué «que la rétention moyenne de la masse par la Lune, après impact, était d'environ 20 %, ce qui est «2 à 3 fois moins que les estimations précédentes». De plus, «lors de l'accrétion tardive, 50 % de la masse des intrants s'est insérée au niveau du cœur de la Lune» et «aurait été éparpillée au sein du manteau et des croûtes lunaires» après le refroidissement lunaire.

     

    Selon cette étude, «300 cratères d'impact de plus de 300 km de diamètre auraient pu exister sur la Lune, mais moins de 30 % de ces cratères sont préservés aujourd'hui en raison de l'érosion due à l'impact ou à un affaissement progressif des premiers cratères de la croûte chaude lunaire».

     

    Au bout du compte, «ces nouveaux modèles utilisés vont certainement permettre d'obtenir beaucoup plus d'informations sur la teneur en métaux rares de planètes comme Mars et de ce qui a pu se passer pour celle-ci lors de l'accrétion tardive».

     

     


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