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    Une étude, dont les résultats intitulés «Structure and autoregulation of a P4-ATPase lipid flippase» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de dévoiler les premières structures obtenues à haute résolution de l’une des flippases (*) qui sont des protéines membranaires qui participent au maintien d’une asymétrie lipidique entre les deux 'couches' des membranes cellulaires.



    Relevons tout d'abord que «la membrane biologique est organisée en deux feuillets de lipides dans lesquels des protéines sont partiellement ou totalement enchâssées». Afin de «contrôler de nombreux processus biologiques (trafic membranaire, signalisation cellulaire…)», la composition en lipides des deux feuillets est asymétrique, une asymétrie lipidique qui «résulte de nombreux mécanismes dont les principaux contributeurs sont les protéines transmembranaires de transport de lipides».

     

    Alors que «les floppases catalysent le transport de lipides du feuillet interne (cytosolique) vers le feuillet externe (exoplasmique) des membranes», les flippases «font le travail inverse». Ces protéines «sont essentielles à des processus aussi divers que la sécrétion d’insuline chez les animaux ou la réponse au stress thermique chez les plantes», tandis que, chez l’Homme, «des mutations de plusieurs homologues des protéines flippases sont impliquées dans des formes rares de choléstase intrahépatique ou d’affection neurologique (syndrome d’ataxie cérébelleuse associé à une déficience intellectuelle)».

     

    Les flippases intriguent, car «elles constituent le seul sous-type (P4) de la famille des ATPases de type P à transporter des lipides», les autres sous-types, P1 à P3, transportant «uniquement des ions, des molécules environ dix fois plus petites que les lipides (le substrat du sous-type P5 n’est pas connu)». Une question se posait: «comment en adoptant une même structure globale, les ATPases de type P4 ont-elles pu évoluer par rapport aux autres sous-types et créer en leur sein un 'chemin' suffisamment large pour faire passer un substrat 'géant'?».


    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a permis de «déterminer la structure de la molécule Drs2 en complexe avec sa sous-unité associée Cdc50, une flippase de la levure». concrètement, «la structure de cette flippase a été étudiée dans trois conformations différentes : une conformation dans laquelle elle est autoinhibée, une conformation dans laquelle elle est active et une troisième conformation intermédiaire». C'est «grâce à la cryo-microscopie électronique (technique d’imagerie qui a valu le prix Nobel de chimie à trois chercheurs en 2017)» que «cette première pour la famille des flippases a pu se faire».

     

    Au bout du compte, «les trois structures obtenues à des résolutions de 2,8 à 3,7 Å révèlent le mécanisme par lequel l’extrémité C-terminale de Drs2 inhibe l’activité du complexe et les premières étapes de la levée de cette auto-inhibition par le PI4P». De plus, la comparaison des structures révèle l’existence d’une cavité par laquelle l'étude propose «que la tête polaire du lipide substrat (la phosphatidylsérine principalement) soit prise en charge lors de son cheminement d’un feuillet à l’autre des membranes cellulaires».

     
    A la suite de ces travaux qui «décrivent pour la première fois l’architecture moléculaire d’une flippase» d’autres «structures d’ATPases de type P4, en présence de leur substrat lipidique et/ou de partenaires régulateurs, devront être obtenues pour élucider totalement le mécanisme de 'flip' des lipides».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

    (*) Flippase

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Early Dark Energy Can Resolve The Hubble Tension» sont publiés dans la revue Physical Review Letters et sont disponibles en pdf,  apporte une solution à l'énigme des mesures de Planck et Hubble de la constante de la loi de Hubble-Lemaître.

     

    Relevons tout d'abord que «récemment, il a été confirmé que l'écart entre la détermination de la valeur de la constante de la fameuse loi de Hubble-Lemaître, grâce aux données de Planck concernant le rayonnement fossile et la détermination de cette constante en étudiant les supernovae SN Ia à l'aide du télescope Hubble, était sérieux».

     

    Comme «il ne pouvait très vraisemblablement pas s'agir d'un biais dans les mesures obtenues par l'une des deux méthodes et pas plus de fluctuations statistiques», ce désaccord a rendu les cosmologistes perplexes «car il n'était pas évident de modifier le modèle cosmologique standard utilisé pour analyser et interpréter les mesures afin de les réconcilier, sans perdre d'une autre façon l'excellent accord entre les prédictions théoriques et les observations».

     

    L'accélération en question «peut faire intervenir de l'énergie noire mais ce n'est nullement une nécessité». Cependant, «on la prend en compte dans le modèle cosmologique standard en introduisant dans les équations de la relativité générale la fameuse constante cosmologique d’Einstein dont les interprétations possibles sont multiples». Considérée «comme invariable dans l'espace et dans le temps», elle «se comporte comme une densité d'énergie qui serait constante malgré l'expansion du cosmos observable, ce qui ne serait pas le cas pour un gaz de particules ordinaire, neutrinos, photons, noyaux».

     

    Pour sa part, l'étude ici présentée considère «un modèle de quintessence avec des propriétés partagées par plusieurs modèles d'énergie noire». Relevons ici qu'un modèle de quintessence (*)«fait intervenir un nouveau champ scalaire, cousin de celui du boson de Brout-Englert-Higgs, mais qui n'a d'effet que par la gravité qu'il génère en introduisant une densité d'énergie dans le vide, et que ce champ et la densité induite est variable dans le temps».

     

    Concrètement, cette étude introduit en «un très grand nombre de nouveaux champs scalaires souvent impliqués par des modèles de théories des cordes (string en anglais) et qui (par leur analogie avec le champ axionique accompagnant une célèbre classe de particules proposée pour rendre compte de la matière noire cette fois-ci, les axions) ont conduit à la notion en anglais de 'string axiverse' ». En fait, «ces champs découlent de la topologie (cycles) des espaces géométriques utilisés sous forme de dimensions spatiales supplémentaires à la Kaluza-Klein de la théorie des cordes».

     

    Au début de l'histoire du cosmos observable, «ces champs se comportent comme une vraie constante cosmologique» qui, ensuite, ne l'est plus: elle évolue alors «dans le temps (plusieurs types de variations sont possibles) de sorte qu'elle se comporte comme un gaz de particule normale dont la densité décroît».

     

    Ainsi, «au moment de l'émission du rayonnement fossile, environ 380.000 ans après le Big Bang, l'expansion du cosmos observable est alors un peu plus rapide que ce que l'on pensait (3 %) alors que la densité du cosmos est due à environ 10 % aux champs scalaires (plusieurs centaines) du 'string axiverse'».

     

    Pour effectuer les simulations, il a fallu implémenter sur un superordinateur «ce nouveau modèle cosmologique dépendant de plusieurs paramètres afin de voir si, dans l'espace des valeurs possibles de ces paramètres, il y en avait un prédit par la théorie qui permettait de reproduire les succès du modèle cosmologique standard tout en supprimant le désaccord entre Planck et Hubble».

     

    Comme c'est bien le cas, pour conclure que l'énigme est véritablement résolue, il va falloir commencer par formuler «de nouvelles prédictions testables qui feraient la différence entre les modèles et qui permettraient de les départager dans un avenir plus ou moins proche».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

    (*) Quintessence (cosmologie)

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Systematic mapping of cell wall mechanics in the regulation of cell morphogenesis» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de démontrer que la taille d’une cellule est intrinsèquement liée à la rigidité de l'enveloppe qui l'entoure, une relation qui permet d’assurer la survie cellulaire en limitant les déformations et en prévenant les déchirures de l’enveloppe.

     

    Relevons que «la taille des cellules varie énormément entre espèces et joue un rôle clé pour le fonctionnement des cellules et des tissus». De ce fait, «l’un des grands challenges de la morphogénèse est de comprendre comment la taille et la forme d’une cellule sont contrôlées par le fonctionnement biochimique et biomécanique de la cellule».

     

    Concrètement, «les cellules à paroi (bactéries, champignonsalgues et plantes) sont entourées par une enveloppe fine et rigide composée de chaînes de sucres réticulés, appelée paroi cellulaire». Cette paroi «protège les cellules et joue un rôle essentiel dans leur forme et leur croissance, représentant ainsi une cible primordiale des antibiotiques et antifongiques».

     

    En vue de comprendre comment la paroi permet «l’existence de cellules aux tailles variées, allant des bactéries micrométriques jusqu’aux cellules dépassant le centimètre chez les algues géantes», l'étude ici présentée a utilisé «les ressources génétiques disponibles chez la levure à fission S. pombe et des espèces voisines pour mesurer systématiquement les propriétés élastiques (la rigidité) de la paroi dans une batterie de mutants ayant des tailles variées».

     

    Ces mesures ont pu être réalisées grâce au développement «d’une nouvelle approche de microscopie optique permettant de cartographier l’épaisseur de la paroi avec une résolution de quelques nanomètres, largement inférieure à la résolution ordinaire d’un microscope optique, couplée à une observation du dégonflement de cellules après les avoir percées avec un rayon laser».

     

    Cette approche, qui «donne pour la première fois accès aux propriétés élastiques locales de la paroi dans un grand nombre de cellules», a permis de découvrir «que, dans un grand nombre de conditions expérimentales, chez diverses espèces de levures et chez des levures mutantes, la taille des cellules augmente avec la rigidité de la paroi». Cette rigidification qui limite les déformations de la paroi et évite qu’elle se déchire, est, en fin de compte, essentielle pour la survie des cellules.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «The stellar halo of the Milky Way traced by blue horizontal-branch stars in the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey» ont été soumis à la revue PASJ (Publications of the Astronomical Society of Japan) et sont disponibles en pdf, révèle que le halo de la Voie lactée s'arrête à environ 520.000 années-lumière de Sagittarius A* (le trou noir central).

     

    Relevons tout d'abord que si «on a coutume de dire que le diamètre de notre Galaxie, la Voie lactée, est d'environ 100.000 années-lumière et que nous, la Terre, le Soleil, bref tout le Système solaire, sommes situés à l'intérieur à quelque 26.673 années-lumière du centre, là où se cache le trou noir supermassif, il s'agit, en réalité, «du disque galactique, là où se concentrent l'essentiel du gaz, de la poussière et de la population d'étoiles avec leurs escortes de planètes».

     

    Pour sa part, l'étude ici présentée a menée son enquête afin de déterminer les véritables dimensions du halo, à l'observatoire Subaru, à Hawaï, en «traquant un certain type d'étoiles qui se rencontrent dans les marges de la Voie lactée et au sein des amas globulaires (il y en a environ 160 qui gravitent autour de notre Galaxie)»: il s'agit d'étoiles de population II «désignées BHB (blue horizontal branch) pour 'étoiles bleues de la branche horizontale' (elles occupent la branche horizontale du diagramme de Hertzsprung-Russell)». Ces astres, bien que très lointains, «constituent de bons marqueurs de distance pour les astronomes».

     

    Au bout du compte, la distribution de ces étoiles BHB détectée au plus loin par la caméra HSC (Hyper Suprime-Cam) du télescope de 8,2 mètres montre que la Voie lactée s'étend sur un rayon de plus d'un demi-milliard d'années-lumière: en fait, à cette distance «leur nombre décroit brusquement» et au-delà, on entre dans l'espace intergalactique. Pour finir notons que le halo qui enrobe le disque galactique contiendrait un milliard de masses solaires.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Brain-resident memory T cells generated early in life predispose to autoimmune disease in mice» ont été publiés dans la revue Science Translational Medicine, a permis de découvrir, dans un modèle murin de la sclérose en plaques, un lien entre les infections virales cérébrales dans l’enfance et le développement de la maladie auto-immune à l’âge adulte.

     

    Relevons tout d'abord qu'alors que la sclérose en plaque est la maladie auto-immune cérébrale la plus fréquente, jusqu'à présent, il n’existe pas «de traitement pouvant la guérir» et «les causes de son déclenchement vers l’âge de 30 ans ne sont pas encore connues».

     

    Comme «les infections virales cérébrales contractées durant la petite enfance» peuvent être «gérées rapidement par le système immunitaire, sans même que l’enfant ne s’en aperçoive» et comme de telles infections transitoires peuvent, dans certaines circonstances, «laisser une empreinte locale dans le cerveau, que l’on pourrait caractériser de signature inflammatoire», l'étude ici présentée a cherché à savoir si elles faisaient partie des causes possibles de la maladie.

     

    Afin de vérifier cette hypothèse, dans un premier temps, une infection virale transitoire a été provoquée «chez un groupe de souris adultes et chez un groupe de souriceaux». Les souris, dans les deux cas, «n’ont présenté aucun signe de la maladie et ont éliminés l’infection en une semaine, montrant une réponse anti-virale similaire».

     

    Ensuite, on a laissé vieillir les deux groupes de souris, puis, dans un second temps, «des cellules immunitaires dirigées contre les structures du cerveau, nommées cellules auto-réactives, que l’on retrouve chez un patient atteint de sclérose en plaques» leur ont été transférées. Il faut souligner que «de telles cellules peuvent également être présentes chez l’homme, sans nécessairement être associées à une maladie, car elles sont contrôlées par différents mécanismes et n’ont pas accès au cerveau».

     

    Il est alors apparu que «chez le groupe de souris infectées par le virus à l’âge adulte, les cellules auto-réactives n’ont effectivement pas induit de lésions cérébrales», tandis que «chez les souris infectées lorsqu’elles étaient petites, ces cellules auto-réactives ont migré vers le cerveau, à l’endroit précis de l’infection contractée par le souriceau, et ont commencé à en détruire les structures».

     

    L'analyse des tissus de la zone infectée par le virus chez le groupe de souriceaux a mis en évidence «une accumulation d’un sous-type de cellules immunitaires: les lymphocytes T à mémoire résidant dans le tissu cérébral». Alors que «normalement, ces dernières sont distribuées dans tout le cerveau, prêtes à le protéger en cas d’attaque virale», dans le cas présent «ces cellules s’amassent en surnombre à l’endroit précis de l’infection infantile, changeant la structure du tissu».

     

    De plus, «cette accumulation cellulaire produit une molécule qui attire spécifiquement les cellules auto-réactives, leur ouvrant l’accès au cerveau», de sorte qu'elles se mettent «à en détruire les structures, provoquant la maladie auto-immune». Pour vérifier cette observation, «le récepteur des cellules auto-réactives qui perçoit le signal produit par l’accumulation des lymphocytes T à mémoire résidant dans le cerveau» a été bloqué et alors les souris ont été effectivement, protégées des lésions cérébrales».

     

    Comme il a été découvert que chez les personnes atteintes de sclérose en plaques, on retrouvait «cette accumulation de lymphocytes T à mémoires résidant dans le tissu cérébral qui produit le signal d’appel aux cellules auto-réactives», l'étude suggère «qu’un tel mécanisme pourrait exister chez l’homme», une hypothèse qui devra être vérifiée.

     

     


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