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Par Robert Brugerolles le 2 Août 2017 à 18:58
Deux études, dont les résultats intitulés «Carbon Chain Anions and the Growth of Complex Organic Molecules in Titan's Ionosphere» et «ALMA detection and astrobiological potential of vinyl cyanide on Titan» ont été publiés respectivement dans les revues The Astrophysical Journal Letters et Science Advances, apportent de nouveaux éléments sur la chimie prébiotique à l'œuvre sur Titan.
Soulignons tout d'abord que Titan, qui «se trouve en orbite autour de Saturne, à environ 1,3 milliard de kilomètres de notre étoile», est «très loin de la zone habitable du Système solaire». Néanmoins, «sur ce satellite où la température moyenne est de -180 °C», l'azote et le méthane, principaux composés de son atmosphère, sont transformées par des particules solaires et des particules énergétiques de la magnétosphère de la géante Saturne. Il en découle «une chimie organique complexe, à l'origine d'ingrédients précurseurs de la vie, comme cela a pu se passer sur Terre au début de son histoire.
Dans ce contexte, la première étude rapporte la découverte, «par le truchement de l'instrument Caps (Cassini's Plasma Spectrometer) de la sonde Cassini (lors de l'un de ses survols entre 900 et 1.300 km au-dessus de la surface de Titan, d' 'anions de la chaîne carbonée'. Notons que les anions détectés «sont des molécules linéaires pouvant permettre de construire des molécules plus complexes, qui pourraient servir de base à une vie primitive».
Comme les anions, très réactifs, «étaient supposés se recombiner rapidement», personne, «il y a encore quelques années», n'aurait pu imaginer «trouver ces espèces chargées négativement dans ce milieu». Cependant, ce processus était «connu dans le milieu interstellaire». En tout cas, comme il vient d'être observé «dans un environnement complètement différent», il pourrait «représenter un processus universel pour la production de molécules organiques complexes ».
Pour sa part, la seconde étude a détecté, grâce au réseau ALMA, «de grandes quantités de cyanure de vinyle (C2H3CN)» dans l'atmosphère de Titan. Sa présence était «suspectée via les observations spectroscopiques de Cassini» mais, cette fois elle est totalement prouvée.
D'autre part, «les modèles de transfert radiatif estiment que la concentration de la molécule est la plus élevée à environ 200 km d'altitude, en accord avec les modèles de photochimie». Cela laisse penser «que des 'pluies' entraînent du cyanure de vinyle vers les sols, et, par conséquent, jusqu'aux mers et lacs de méthane liquide».
Comme «des simulations avaient montré il y a peu que cette molécule était le meilleur candidat dans cet environnement pour former les membranes cellulaires les plus stables», il se pourrait que la grande Ligeia Mare contiennent «assez de cette molécule pour former jusqu'à 10 millions de membranes par cm3».
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Par Robert Brugerolles le 2 Août 2017 à 07:47
Une étude, dont les résultats intitulés «The ancestral flower of angiosperms and its early diversification» ont été publiés dans la revue Nature Communications, offre, à partir de la description de la fleur ancestrale, pour la première fois «un scénario simple et plausible pour expliquer la diversité spectaculaire des formes florales».
Rappelons tout d'abord que «les Plantes à fleurs (Angiospermes), forment le groupe de plantes le plus diversifié sur Terre, avec plus de 300 000 espèces». Réalisée dans le cadre du 'projet eFLOWER', qui «est un effort international sans précédent pour combiner les données sur la structure des fleurs avec le tout dernier arbre évolutif des Plantes à fleurs, construit à partir des informations génétiques des différentes espèces», cette étude apporte «de nouveaux éléments sur les premiers stades de l’évolution des fleurs».
Parmi ces résultats, figure «un nouveau modèle, inédit pour la fleur ancestrale» qui permet d'expliquer «de façon simple» une grande partie de la diversité des plantes à fleurs. Cette fleur ancestrale est décrite comme étant hermaphrodite, «c’est-à-dire possédant à la fois des parties femelles (carpelles) et mâles (étamines), et plusieurs verticilles (cycles concentriques) d’organes ressemblant à des pétales, organisés par groupes de trois». Soulignons ici qu'environ «20% des fleurs actuelles sont caractérisées par ces verticilles 'trimères', mais en nombre plus réduit : par exemple, deux chez les tulipes, trois chez les magnolias».
Alors qu'il a «longtemps été présumé que la fleur ancestrale avait tous ses organes arrangés en spirale», cette étude remet «en question presque tout ce qui a été pensé et enseigné sur l’évolution florale jusqu’à maintenant». Néanmoins, «malgré ces nouveaux éléments sur l’histoire évolutive des Plantes à fleurs», on doit constater que, pour le moment, «le registre fossile de ces plantes reste incomplet».
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Par Robert Brugerolles le 1 Août 2017 à 08:12
Une étude, dont les résultats intitulés «Comparative genomics of the tardigrades Hypsibius dujardini and Ramazzottius varieornatus» ont été publiés dans la revue PLOS Biology, est parvenue, grâce à l'analyse des génomes de Hypsibius dujardini and Ramazzottius varieornatus, à positionner les tardigrades au sein du vivant et à découvrir les mécanismes génétiques à l’origine des capacités de résistance de ces animaux microscopiques et quasi indestructibles.
Rappelons tout d'abord que les tardigrades, surnommés oursons d’eau à cause des griffes au bout leurs quatre paires de pattes, ne mesurent «en moyenne qu’un demi-millimètre», mais ont la capacité de résister à la sécheresse, aux températures extrêmes, aux toxines, aux hautes pressions (plusieurs milliers d’atmosphères), au vide quasi absolu («comme c’est le cas dans l’espace»), aux radiations et à l'absence d’oxygène.
Pour percer le mystère entourant cet animal extraordinaire, l'étude ici présentée est partie du séquençage de l’ADN «de deux représentants de l’embranchement: Ramazzottius varieornatus et Hypsibius dujardini», car «ces deux espèces ont un comportement différent lorsqu’elles sont confrontées à la sécheresse», puisque «la première tolère une dessiccation rapide» tandis que «la seconde ne survit que si son assèchement a lieu en douceur». Pour cette dernière, «le taux de survie n’est maximal qu’après un traitement bien établi»: en effet, «deux jours d’exposition à 85 % d’humidité, suivis de 24 heures à un taux relatif de 30 % doivent précéder son entrée en anhydrobiose, un état végétatif au cours duquel elle suspend toutes ses fonctions vitales».
Il faut souligner ici que «la quasi-totalité des séquences ADN impliquées dans l’anhydrobiose est conservée chez les deux espèces» et que «seul le timing de leur expression diffère». C'est cohérent avec le fait que ces deux espèces partagent «une série de gènes à l’origine de protéines dont le rôle est crucial pour soutenir les structures cellulaires du tardigrade» car elles prennent «la place de l’eau dans les cellules de son organisme» et maintiennent ainsi «sa microstructure tant que l’humidité n’est pas revenue».
Jusqu'ici «ses deux voisins les plus proches dans la classification du vivant» avaient été pointés comme étant «les arthropodes (insectes, araignées, crustacés…) et les nématodes, des vers ronds», mais il y avait un doute sur le plus proche des deux, car «si les tardigrades se meuvent sur plusieurs paires de pattes, comme les arthropodes, ils disposent par ailleurs d’un appareil pharyngé comparable à celui des vers nématodes». Cette étude tranche le débat.
Plus précisément, elle établit qu'un «lien génomique étroit» unit tardigrades et nématodes. Ce sont les gènes HOX, «une famille de gènes impliqués dans la mise en place de l’embryon» qui permettent de prouver la relation de proximité: en effet, «tout comme les nématodes, les tardigrades ont cinq gènes HOX, contre une dizaine pour les arthropodes».
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Par Robert Brugerolles le 31 Juillet 2017 à 20:00
Une étude, dont les résultats intitulés «Remobilization of crustal carbon may dominate volcanic arc emissions» ont été publiés dans la revue Science, laisse penser, à partir de l'analyse de la composition isotopique des gaz crachés par les arcs volcaniques, qu'il faut revoir les bilans du cycle du carbone liés à la tectonique des plaques et à son volcanisme.
Soulignons tout d'abord que «le cycle du carbone est probablement le plus important cycle géochimique pour la vie sur Terre, à égalité avec le cycle de l'eau». Pour comprendre l'origine de ce cycle à grande échelle, il faut savoir, d'une part, que les volcans émettent du gaz carbonique (CO2) et, donc, peuvent provoquer un effet de serre si la quantité de gaz injecté dans l'atmosphère devient trop élevée» et, d'autre part, que «ce gaz carbonique peut se trouver dissous dans l'océan, ce qui contribue à le retirer de l'atmosphère» et qu'il «peut même s'y retrouver piégé sous forme de carbonates».
De son côté, la tectonique des plaques, qui «conduit à l'enfouissement par subduction des plaques océaniques contenant des sédiments», injecte du carbone dans le manteau, «celui-ci pouvant ressortir un jour par les volcans». De ce fait, «pour comprendre le climat passé de la Terre, et donc son évolution et celle de la biosphère, il est nécessaire de bien comprendre le rôle du volcanisme et de la tectonique des plaques dans le cycle du carbone».
Pour sa part, l'étude ici présentée s'est intéressée «aux isotopes de l'hélium et du carbone trouvés dans les gaz volcaniques», car «leurs rapports d'abondance sont de bons indicateurs de l'origine et de la provenance du gaz carbonique» puisqu'ils «permettent de savoir s'il s'agit d'une source organique ou inorganique et à quelle profondeur celle-ci se situe».
Ce travail se base «sur les données accumulées dans la littérature scientifique concernant les arcs volcaniques», qui sont «des séries de volcans alignés sous forme d'arcs» prenant naissance «quand une plaque océanique plonge sous une autre plaque». Une analyse 'correcte' de ces données semble faire apparaître «que le carbone libéré par les arcs volcaniques, qui sont très actifs» est «en grande partie du carbone provenant de calcaires qui n'ont pas été injectés dans le manteau mais qui ont été fondus dans, ou sur, la croûte par des remontées de magma».
Il en résulte qu'une partie du cycle du carbone conduirait celui-ci «à s'accumuler dans le manteau». Cependant, «cette conclusion ne vaut que pour le régime de tectonique des plaques actuel, où il existe beaucoup de zones de subduction»: en effet, «lorsque des supercontinents se brisent, l'activité volcanique est copieuse mais sous forme d'arcs volcaniques continentaux, dont on a des raisons de penser qu'ils sont alimentés par du magma venant des profondeurs du manteau».
En tout cas, «le bilan du cycle du carbone lié aux volcans, «tout comme son influence sur le climat et la biosphère», doit être révisé, puisqu'il «doit probablement varier en fonction du ballet des continents d'une façon qui n'avait pas encore été envisagée jusqu'ici».
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Par Robert Brugerolles le 31 Juillet 2017 à 08:08
Une étude, dont les résultats intitulés «Synergy between the Host Immune System and Bacteriophage Is Essential for Successful Phage Therapy against an Acute Respiratory Pathogen» ont été publiés dans la revue Cell Host & Microbe, a permis de montrer que l’efficacité de la phagothérapie dépend du système immunitaire du patient.
Rappelons tout d'abord que la phagothérapie, une méthode «proposée il y a cent ans», consiste à «attaquer les bactéries avec leurs propres virus, les bactériophages ou 'phages', inoffensifs pour l’homme». Elle était «devenue marginale avec l’avènement des antibiotiques», mais, actuellement, «avec la montée alarmante des résistances aux antibiotiques», l’intérêt pour cette méthode se «renouvelle en Europe».
Cependant, jusqu’ici, «les données manquaient pour comprendre comment la phagothérapie fonctionne in vivo»: en effet, si «in vitro, les phages tuent les bactéries qu’ils ciblent spécifiquement», chez l’animal et a fortiori chez l’homme, «l’importance de la réaction de l’hôte était jusqu’à présent négligée».
Pour sa part, l'étude ici présentée a fait appel à «une double approche qui combine un modèle animal, pour évaluer l’efficacité du traitement in vivo dans différents contextes, et une modélisation mathématique visant à mieux cerner l’importance du statut immunologique du patient dans les chances de réussite d’une telle thérapie».
La bactérie Pseudomonas aeruginosa, «impliquée dans des infections respiratoires» et «classée par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) parmi les bactéries les plus menaçantes en terme de résistance aux antibiotiques» a été utilisée comme support de cette recherche.
Il est alors apparu «que chez des souris dont l’immunité fonctionne bien, le traitement est couronné de succès», car «le système immunitaire inné, le premier sollicité en cas d’infection, prend notamment en charge les bactéries qui deviennent résistantes aux phages». Il n'en était plus ainsi avec «des souris génétiquement modifiées pour que leur système immunitaire soit moins performant, en particulier quand la population de neutrophiles (des globules blancs surtout impliqués dans l’immunité innée) est réduite».
Les simulations confirment «qu’une activation de la réponse innée à hauteur de 50 % de celle observée chez un individu sain est nécessaire pour que le traitement soit efficace (20 % si l’on suppose qu’aucune bactérie ne résiste aux phages)» et qu'en aucun cas «les phages seuls ne peuvent éradiquer une infection à P. aeruginosa.».
Comme «ces travaux suggèrent que les neutrophiles sont indispensables pour éradiquer tant les bactéries résistantes aux phages que les autres», on pourrait «envisager de sélectionner les patients susceptibles de bénéficier d’un tel traitement», qui pourrait «ne pas être approprié ou recommandé pour des personnes en situation d’immunodéficience sévère».
L’étude montre aussi «l’innocuité de l’approche sur les souris ainsi que la possibilité d’utiliser les phages en prophylaxie». Il ne faut néanmoins pas voir la phagothérapie comme un remède miracle et il apparaît «primordial que des résultats soient obtenus avec les modèles actuels pour compléter les connaissances du début du XXe siècle».
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