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    Une étude, dont les résultats intitulés « Early crustal processes revealed by the ejection site of the oldest martian meteorite » ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de localiser le site d’éjection de la plus ancienne roche d’origine martienne connue, la météorite Black Beauty.

     

    Relevons tout d'abord que les météorites martiennes, qui « sont les seuls échantillons de Mars auxquels les scientifiques ont accès en laboratoire pour le moment », fournissent des informations essentielles sur l’histoire magmatique et climatique de la planète Mars, « qui pourraient aussi nous renseigner sur les conditions de formation de la croûte terrestre ». Cependant, « la valeur scientifique de ces données est limitée tant que les chercheurs ignorent le contexte géologique de ces roches, le lieu précis d’où elles proviennent sur Mars ».

      
    Black Beauty (NWA 7034), qui figure parmi ces météorites martiennes, est un échantillon unique, une 'brèche d’impact', « c’est-à-dire une roche formée par l’accumulation de fragments d’autres roches plus anciennes concassées, avec une histoire complexe et comprenant les fragments de Mars les plus anciens datés à ce jour ». Dans ce contexte, l'étude ici présentée a relevé le défi de déterminer l’origine de cet échantillon.

      
    En premier lieu, un algorithme de détection automatique de cratères d’impact, appliqué à des images à très haute résolution couvrant l’ensemble de la surface de Mars, a été mis au point. Ensuite, « grâce à l'accès au superordinateur le plus rapide de l'hémisphère sud, le Pawsey Supercomputing Centre, basé à Perth, en Australie occidentale, plus de 90 millions de cratères d'impact ayant jusqu'à 50 m de diamètre ont été identifiés en moins de 24 heures ».


    Ce jeu de données unique a conduit à l'identification de « dix-neuf candidats potentiels parmi les plus récents impacts à la surface de Mars susceptibles d’avoir éjecté un fragment de croûte vers la Terre, grâce à la présence de cratères secondaires liés à la retombée des éjectas de l'impact, indice de la fraîcheur des impacts ».

     

    Enfin, « en comparant les propriétés géologiques des terrains déterminées grâce aux sondes spatiales en orbite autour de ces dix-neuf candidats avec l’histoire géologique de la météorite, ses propriétés géochimiques et géophysiques, le choix s’est restreint sur un unique candidat : le cratère Karratha (nommé pour l’occasion, en référence à la ville du même nom située en Australie Occidentale, non loin des roches terrestres les plus anciennes connues à ce jour) ».

     

    Le cratère Karratha « est situé à proximité de la dichotomie martienne et du dôme volcanique de Tharsis ». Ainsi, « le contexte géologique d’un échantillon martien disponible sur Terre ayant enregistré les environnements les plus anciens de la planète » est accessible, « dix ans avant que la mission Mars Sample Return de la NASA ne renvoie des échantillons collectés par le rover Perseverance qui explore actuellement le cratère Jezero ».


    Black Beauty est une brèche d’impact, qui serait donc « issue de la croûte ancienne de la région de Terra Cimmeria-Sirenum « occupant 10 % de la surface martienne », Elle « montre des affinités avec une croûte de type continental, observée sur Terre aujourd’hui » et serait ainsi « le
    représentant d’un important fragment de croûte martienne, dont la composition reflète des mécanismes pétrogénétiques différents de ceux à l’origine des basaltes qui dominent le reste de la surface de Mars ».


    Au bout du compte, ce résultat « pourrait motiver l’envoi de sondes en orbite ou de rovers dédiés à l’exploration de cette région martienne si particulière, ce qui permettrait de lever le voile sur les conditions de formation de la croûte terrestre, conditions dont notre planète a perdu toute mémoire en raison de la tectonique des plaques et de l’érosion ».

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés « Distinct gene expression dynamics in developing and regenerating crustacean limbs » ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de montrer que la patte d’un petit crustacé régénère en utilisant les mêmes gènes que pendant le développement, mais pas dans le même ordre. Cette observation suggère que la régénération n’est pas une simple répétition du développement et que la même partie du corps peut être formée de plusieurs façons.

     

    Relevons tout d'abord que si « tous les animaux se forment au cours de leur développement embryonnaire », seules certaines espèces ont la capacité de régénérer des parties de leur corps après une blessure chez l’adulte. Comme la nouvelle copie est parfois indiscernable de l’originale, « des scientifiques essaient de comprendre comment ces animaux réussissent à reformer si fidèlement les parties manquantes de leur corps ».

     

    Du fait que « le corps entier est initialement formé au cours du développement chez l’embryon, les organismes pourraient tout simplement réutiliser au cours de la régénération le programme génétique déjà utilisé chez l’embryon ». Dans ce contexte, l'étude ici présentée, relayée par l' INSB, a testé cette hypothèse chez un petit crustacé, long d’environ 1cm, appelé Parhyale hawaiensis, qui « a la capacité de refaire croitre tous ses appendices amputés (tels que ses antennes et ses pattes) ».

     

    Afin de comparer le développement et la régénération chez ce crustacé, des pattes, en train de repousser après amputation chez 60 adultes, ont été prélevées à différents moments de la régénération. Des pattes en train de se former sur 40 embryons ont été également prélevées. Comme les processus de développement et de régénération sont contrôlés et exécutés par des gènes qui sont déployés dans un ordre spécifique, « les profils d’activation de gènes sont mesurables au laboratoire ».

     

    Il est ainsi apparu « que les pattes d’embryon se forment de manière synchrone entre individus (elles ont un développement 'stéréotypé ») alors que les pattes d’adulte régénèrent à des rythmes différents d’un individu à l’autre ». L'une des causes principales de cette variation entre individus est l’état physiologique de l’animal adulte, car « les embryons se développent à l’intérieur de leur coquille et cette dernière constitue un environnement protégé et largement similaire pour tous les individus », tandis que « les adultes sont davantage exposés à leur environnement extérieur et leurs cycles physiologiques ».

     

    Par exemple, du fait que « les crustacés renouvellent régulièrement toute leur carapace au cours de leur vie adulte », un processus de mue qui affecte l’organisme entier, l'étude a pu montrer « que l’avancée dans le cycle de la mue a une très forte influence sur l’activité des gènes au cours de la régénération », ce qui constitue une première différence entre le développement et la régénération.

     

    La seconde différence est que, les dynamiques de changement ne sont pas du tout les mêmes pour les deux processus, « bien que ce sont les mêmes gènes dont l’activité change au cours du développement et de la régénération » : « par exemple, au cours du développement, les gènes impliqués dans la multiplication des cellules sont actifs beaucoup plus tôt que les gènes qui contrôlent la forme de la patte (les cellules sont produites avant que la patte ne se 'forme') », tandis que « ces deux types de gènes sont actifs en même temps au cours de la régénération (prolifération cellulaire et morphogenèse sont simultanées) ».

     

    Au bout du compte, ces observations, qui « suggèrent que le petit crustacé Parhyale hawaiensis ne régénère pas sa patte comme il l’a formée dans l’embryon », posent la question de comprendre comment deux processus différents peuvent aboutir à des résultats si similaires.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés « Highly distinct genetic programs for peripheral nervous system formation in chordates » ont été publiés dans la revue BMC Biology, a permis, en comparant les programmes génétiques régulant la formation du système nerveux périphérique chez deux espèces d'invertébrés marins proches des vertébrés, l'ascidie et l'amphioxus », de dévoiler une origine évolutive inattendue pour le système nerveux périphérique des vertébrés: il s'agit de la partie ventrale, à l'opposé de la partie dorsale de l'embryon. 

     

    Relevons tout d'abord que « le système nerveux périphérique des vertébrés provient de la crête neurale et des placodes ectodermiques, structures embryonnaires qui n'existent pas chez les autres animaux », qui sont des formations transitoires se développant en étroite association avec le système nerveux central dans la partie dorsale de l'embryon.

     

    Concrètement, « au cours de l'évolution, les vertébrés se sont distingués de leurs cousins invertébrés les plus proches (amphioxus et ascidies) par l'acquisition de caractères uniques » (« Les ascidies et l'amphioxus sont des invertébrés marins utilisés comme modèles en écologie, biologie cellulaire, biologie du développement et évolution »). En particulier, « la crête neurale, qui n'existe que durant la vie embryonnaire, participe à la formation de nombreuses structures adultes telles que le système nerveux périphérique, mais aussi une partie de la peau et des muscles ».

     

    Les mécanismes embryologiques et génétiques qui régulent la formation de la crête neurale qui se forme dans la partie dorsale de l'embryon, à la bordure du système nerveux central, « ont été étudiés en détail chez plusieurs espèces de vertébrés, et apparaissent conservés ». Comme les ascidies et l'amphioxus « sont les invertébrés les plus proches phylogénétiquement des vertébrés, ils partagent avec ces derniers la présence d'une notochorde et d'un système nerveux central dorsal au cours du développement », des caractères qui unifient l'ensemble de ces animaux dans le groupe des chordés.

     

    Le système nerveux périphérique des chordés invertébrés, beaucoup plus simple que celui des vertébrés, « est constitué de neurones sensoriels présents au sein de l'épiderme au stade larvaire ». Le vPNS, une population particulière de neurones, présente chez les deux groupes, « est vraisemblablement d’origine commune (homologue) ». Ce vPNS « est spécifié en deux étapes: induction de l'ectoderme ventral en territoire neurogénique par la voie de signalisation BMP, puis spécification de certaines cellules en neurones par la voie de signalisation Notch », des cellules, qui « se différencient en neurones mécanosensoriels de phénotype glutamatergique ».

     

    Comme l'absence de vPNS chez les vertébrés et les relations phylogénétiques au sein de chordés suggèrent que le vPNS est un caractère ancestral chez les chordés, perdu chez les vertébrés, l'étude ici présentée, relayée par l' INSB, a eu pour objectif de « reconstruire et comparer les réseaux géniques régulant la formation du vPNS en utilisant l'ascidie Phallusia mammillata et l'amphioxus Branchiostoma lanceolatum ». La combinaison d'approches fonctionnelles sur embryon (traitements pharmacologiques, embryologie classique), du RNA-seq et de la phylogénie a permis d'identifier de nouveaux marqueurs moléculaires du vPNS et de proposer des réseaux d'interactions potentielles.

     

    Néanmoins, « même si la structure globale de ces réseaux géniques est assez similaire entre ascidie et amphioxus, le nombre de gènes en commun est relativement faible », ce qui s'explique « par le fait que les deux lignages se sont séparés il y a 600 millions d'années, d'autant plus que les ascidies sont connues comme ayant subi une évolution accélérée qui conduit à une dérive des mécanismes développementaux ».

     

    En tout cas, « la très grande majorité des gènes du vPNS identifiés dans cette étude sont exprimés, chez les vertébrés, dans le système nerveux périphérique en développement ». Au bout du compte, ce résultat semble révéler « que le réseau génique du vPNS, ancestralement déployé dans la partie ventrale de l'embryon, a été recruté dorsalement pour contribuer à l'émergence du système périphérique des vertébrés ».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés « Monocytes are the main source of STING-mediated IFN-a production » ont été publiés dans la revue eBioMedicine, a permis de montrer, en se focalisant sur l’origine cellulaire de la production par les cellules immunitaires, plus importante chez les femmes que chez les hommes, d’une molécule inflammatoire, l’interféron de type α (IFN-α), qu'il y avait un maintien de cet avantage immunitaire avec l’avancée en âge et qu'il y avait « deux types précis de cellules immunitaires impliquées : les cellules dendritiques plasmacytoïdes et les monocytes ». Ces observations pourraient « expliquer la réponse immunitaire plus performante des femmes face à certaines infections virales, et notamment face aux virus à ARN comme le SARS-CoV-2 responsable de la Covid-19 ».

     

    Relevons tout d'abord que, « la performance de la réponse immunitaire face à une infection virale diffère selon le sexe biologique », puisque « face à des virus comme la grippe, le VIH ou encore le SARS-CoV-2 responsable de la Covid-19, les femmes développent souvent une immunité plus performante que celle des hommes ». De récentes recherches impliquent dans ces différences des hormones (œstrogènes) et chromosomes sexuels.

     

    Concrètement,« une grande partie des gènes de l’immunité se situe sur le chromosome sexuel X, présent en deux exemplaires chez les femmes, contre un seul chez les hommes ». Cependant, alors que l'expression des gènes présents sur le second chromosome X est majoritairement réprimée, « entre 15 et 23 % de ces gènes restent actifs », en particulier, c'est le cas du gène codant pour le récepteur cellulaire dit 'de type Toll-7' qui, de ce fait, est plus fortement exprimé chez les femmes que chez les hommes.

     

    Ce récepteur, « présent dans les cellules immunitaires appelées 'cellules dendritiques plasmacytoïdes' », leur permet « de reconnaître l’ARN des virus et d’enclencher une réaction immunitaire via la sécrétion de molécules anti-virales et immunorégulatrices : les interférons de type I ». Soulignons que ces cellules dendritiques plasmacytoïdes, qui « sont des cellules du système immunitaire inné circulant dans le sang, et présentes au niveau des tissus barrières comme les poumons », assurent « les premières lignes de défense contre les infections virales en produisant des interférons de type I ».

     

    Comme la réponse immunitaire liée au récepteur Toll-7 est une ligne de défense primordiale contre les virus à ARN, comme le SARS-CoV-2 », la production rapide d’interféron de type I dans les voies respiratoires lors de l’infection « protège contre les formes sévères de Covid-19 ». Mais, alors que, jusqu 'ici, la capacité des cellules dendritiques plasmacytoïdes des femmes à produire de plus grandes quantités d’interférons de type I était « considérée comme une des raisons pour lesquelles elles présentent une meilleure résistance à la Covid-19 que les hommes », on ne savait pas si cet 'avantage immunitaire' persistait chez les femmes très âgées.

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée, relayée par l' INSERM, a analysé « l’effet du sexe et de l’âge sur la production de l’interféron alpha (IFN-α), une sous-catégorie d’interférons de type I, et a cherché à identifier les cellules responsables de cette production ». Plus précisément, « dans une cohorte de 310 femmes et hommes de 19 à 97 ans en bonne santé apparente », a été mesurée « la production d’IFN-α après stimulation par des substances capables d’activer divers récepteurs de l’immunité innée, comme les récepteurs Toll-7 et STING, exprimés par différentes cellules immunitaires dans le sang ». Il est ainsi apparu « que seules les cellules dendritiques plasmacytoïdes produisaient de l’IFN-α après stimulation spécifique du récepteur Toll-7 ».

     

    En fait, « sur 7 types de molécules inflammatoires étudiées, l’IFN-α était la seule à montrer une différence de production liée au sexe : lors de la stimulation du récepteur Toll-7, sa production demeurait significativement plus importante chez les femmes » et « alors même que le nombre de cellules dendritiques plasmacytoïdes diminue avec l’âge et de façon beaucoup plus marquée chez les femmes, la sécrétion d’IFN-α demeurait très largement supérieure chez les participantes et ce, même chez les plus âgées d’entre elles (plus de 80 ans) ».

     

    Il a été observé, à contrario, que la production d’IFN-α liée à la stimulation du récepteur STING qui « n’apparaissait corrélée ni au sexe, ni à l’âge, ni au nombre de cellules dendritiques plasmacytoïdes », étaient « corrélée à l’abondance d’autres cellules immunitaires : les monocytes, dont le nombre dans le sang augmente passé 60 ans, en particulier chez les hommes ». Ainsi, on observe pour la première fois « que les monocytes sont la source prééminente de production d’IFN-α dans le sang, via l’activation du récepteur STING, suspecté d’être à l’origine de la production délétère car tardive d’interférons de type I dans l’infection Covid-19 ».

     

    Au bout du compte, ces travaux, qui « suggèrent que la production d’IFN-α, via la stimulation du récepteur Toll-7, contribuerait y compris chez les femmes âgées à renforcer la résistance contre le SARS-Cov-2 et d’autres infections virales », ouvrent la voie « à de nouvelles pistes dans la recherche des gènes de l’immunité présents sur le chromosome X et susceptibles d’être surexprimés chez les femmes ».

     

     


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  • Un article, intitulé «Observation of a strange pentaquark, a doubly charged tetraquark and its neutral partner», annonce l'observation par la collaboration internationale LHCb auprès du Grand collisionneur de hadrons (LHC) de trois nouvelles particules : un nouveau type de « pentaquark » et la première paire de « tétraquarks » jamais détectée, comportant un nouveau type de tétraquark.

     

    Relevons tout d'abord que « les quarks sont des particules élémentaires qui se déclinent en six saveurs : up (u), down (d), charme (c), étrange (s), top (t) et bottom (b) » et « s'assemblent généralement par groupes de deux ou trois pour former des hadrons, tels que les protons et les neutrons formant les noyaux des atomes ». Cependant, les quarks peuvent, plus rarement, se combiner en particules à quatre ou cinq quarks, dénommées respectivement 'tétraquarks' et de 'pentaquarks'.

     

    En fait, « ces hadrons exotiques avaient été prédits il y a plus d’un demi-siècle par les théoriciens en même temps que les hadrons classiques, mais ce n'est que plus récemment, au cours des vingt dernières années, qu'ils ont été observés par LHCb et d'autres expériences ». Alors que « la plupart des hadrons exotiques découverts au cours des deux dernières décennies sont des tétraquarks ou des pentaquarks contenant un quark charme et un antiquark charme, les deux ou trois quarks restants pouvant être un quark up, down ou étrange, ou leur antiquark », au cours des deux dernières années, « LHCb a découvert différents types d'hadrons exotiques ».

     

    Concrètement, « en 2020, la collaboration a découvert un tétraquark composé de deux quarks c et de deux antiquarks c, ainsi que deux 'tétraquarks à charme apparent', composés d'un antiquark c, d'un quark u, d'un quark d et d'un antiquark s », tandis que, « en 2021, elle a découvert le tout premier spécimen de 'tétraquark à double charme apparent', contenant deux quarks c et deux antiquarks (u et d) » (« Une particule est dite 'à charme apparent' lorsqu'elle contient un quark c sans antiquark équivalent »). Dans ce contexte, les nouvelles découvertes annoncées par la collaboration LHCb concernent de nouveaux types d'hadrons exotiques.

     

    Plus précisément, « le premier type, observé lors de l'analyse de désintégrations de mésons B chargés négativement, est un pentaquark composé d'un quark c et d'un antiquark c, et d'un quark u, d'un quark d et d'un quark s » et « c’est la première fois qu’on trouve un pentaquark contenant un quark s ». Ce résultat « a une signification statistique de 15 écarts-types, ce qui est impressionnant en physique des particules, ce n’est qu’à partir de 5 écarts-types qu’on peut revendiquer l’observation d’une particule ».

     

    Pour sa part, le deuxième type observé est un tétraquark à charme apparent doublement chargé électriquement, composé d'un quark c, d'un antiquark s, d'un quark u et d'un antiquark, qui « a été observé avec son homologue neutre lors d'une analyse conjointe des désintégrations de mésons B chargés positivement et de mésons B neutres ». Il s’agit de la première observation d'une paire de tétraquarks, observée « avec une signification statistique de 6,5 écarts-types (pour la particule doublement chargée) et de 8 écarts-types (pour la particule neutre) ».

     

     


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