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    Une étude, dont les résultats intitulés «CRISPR/Cas9-mediated genome editing induces exon skipping by alternative splicing or exon deletion» ont été publiés dans la revue Genome Biology, a permis de montrer que la technique CRISPR-Cas9 entraîne, lorsque la cellule se met à lire et traduire son génome, des sauts involontaires qui constituent des effets indésirables.

     

    Rappelons tout d'abord que CRISPR «désigne un système de défense immunitaire bactérien qui, depuis quelques années, révolutionne la génétique en offrant un outil simple et précis pour éditer le génome de n’importe quelle cellule». Plus précisément, chez les bactéries, «CRISPR est une région du génome qui constitue une sorte de bibliothèque de fragments d’ADN provenant des virus rencontrés».

     

    Lors d'une nouvelle infection virale, «les bactéries comparent l’ADN du virus (les virus des bactéries, les bactériophages, introduisent leur ADN dans les bactéries et utilisent leur arsenal moléculaire pour s’y répliquer) aux fragments de leur bibliothèque». Quand une séquence est reconnue, «une enzyme, nommée Cas9, coupe l’ADN viral dans cette séquence, ce qui le détruit et évite ainsi l’invasion du génome bactérien».

     

    Ce mécanisme a été détourné par les biologistes «pour couper l’ADN des cellules à un endroit ciblé» dans le cadre d'une technique, nommée CRISPR-Cas9. Elle «consiste à associer à l’enzyme Cas9 un guide (un petit ARN reconnaissant la région du génome à modifier et construit sur le même modèle que celui guidant Cas9 dans les bactéries)» de sorte que l'enzyme Cas9 coupe «l’ADN à l’endroit ciblé, ce qui déclenche sa réparation, soit par recollement des deux bouts séparés, soit par recombinaison avec un fragment d’ADN homologue de synthèse introduit dans la cellule».

     

    Comme «les biologistes savent que le guide peut reconnaître d’autres séquences ressemblant à sa cible», ils «développent des techniques pour limiter ce type d’erreur». L'étude ici présentée vient, cependant, de mettre en évidence une autre difficulté: «la technique CRISPR-Cas9 produit des épissages non souhaités et pas toujours faciles à détecter, aboutissant à des protéines aberrantes».

     

    L'épissage correspond à la procédure de transcription: «habituellement, lorsqu’un gène d’eucaryote est transcrit en ARN messager (l’intermédiaire qui sera traduit en protéine), certains fragments de sa séquence, nommés introns, sont éliminés, tandis que d’autres, les exons, sont conservés». Ce choix ('épissage') «est fondamental, car la protéine produite dépend des fragments conservés» (du fait que des épissages alternatifs sont «utilisés par les eucaryotes pour diversifier la production de protéines ou réguler l’expression de gènes par des petits ARN», le génome humain «avec environ 20000 gènes», peut produire «plusieurs dizaines de milliers de protéines en sus».

     

    Dans l'étude, la technique CRISPR-Cas9 a été utilisée pour «produire, à partir d’une lignée de cellules cancéreuses de souris, deux lignées où un gène était modifié: dans l’une, un nucléotide était éliminé dans un exon du gène; dans l’autre, deux nucléotides de l’exon».

     

    Comme «dans les cellules, les gènes sont lus par triplets de nucléotides» («chaque triplet code un acide aminé, et l’ensemble des acides aminés ainsi produits à partir d’un gène forme une protéine»), en ne supprimant qu’un ou deux nucléotides «on décale la lecture du gène modifié de telle façon que, le plus souvent, la mutation annule son expression». Cependant, alors que «c'était l’effet recherché ici», dans nombre des cellules des deux lignées, ces mutations, «au lieu d’annuler l’expression du gène», ont entraîné «la suppression du seul exon modifié (et la production d’une protéine tronquée)».

     

    En outre, «en mutant de même un exon codant une autre protéine, la β-caténine», il est apparu «que non seulement cet exon était fréquemment supprimé», mais aussi que «la protéine produite était toujours fonctionnelle» à «un mauvais endroit dans la cellule» et que «des exons voisins de celui muté étaient aussi touchés»: en d'autres mots, «un gène muté afin qu’il ne soit plus exprimé peut produire une protéine active aux fonctions perturbées».

     

    Du fait que «ces petites mutations pourraient introduire fortuitement des éléments qui étiquettent l’exon comme devant être omis, ou au contraire perturber la signalétique qui favorise son épissage», en attendant d’en apprendre plus, la recherche «des omissions involontaires d’exons va devoir faire partie des contrôles indispensables lors de l’utilisation de CRISPR».

     

     


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    Deux études, dont les résultats intitulés «New gliding mammaliaforms from the Jurassic» et «New evidence for mammaliaform ear evolution and feeding adaptation in a Jurassic ecosystem» ont été publiés dans la revue Nature, rapporte la découverte, dans la Formation de Tiaojishan (au nord-est de Pékin), de deux fossiles de petits mammifères préhistoriques vieux de 160 millions d'années qui étaient en mesure de vivre dans les arbres et étaient capables de planer, à une époque où dominaient les dinosaures.

     

    Les deux fossiles décrits (l'un mesurait environ 23 centimètres de long et l'autre huit centimètres) représentent «des mammifères éteints du Jurassique», qui «ont véritablement été 'les premiers à planer'»: en effet, ces mammifères, dénommés Maiopatagium furculiferum et Vilevolodon diplomylos, «possédaient des membranes de peau semblables à des ailes, attachées à de longs membres inférieurs et supérieurs» et «plusieurs détails de leur anatomie notamment au niveau des épaules» indiquent que ces animaux étaient de «l'agilité nécessaire pour pouvoir planer efficacement d'arbre en arbre».

     

    Cette découverte prouve «que les mammifères primitifs se sont adaptés à des environnements divers en dépit de la concurrence avec les dinosaures», puisque «la capacité à planer de ces mammifères éteints devait leur permettre d'accéder à de la nourriture qui n'était pas accessible à des animaux purement terrestres». Cette étude suggère donc que les dinosaures ne dominaient vraisemblablement pas le paysage du Mésozoïque autant qu'on a pu le croire dans le passé.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «New infant cranium from the African Miocene sheds light on ape evolution» ont été publiés dans la revue Nature, rapporte la découverte d'un crâne fossilisé d'une nouvelle espèce de singe appartenant à une branche de grands singes complètement éteinte mais très proche de celle qui a donné naissance à l’homme.

     

    Ce crâne,«presque complet, gros comme un citron», avait été découvert «en 2014 sur le site de Napudet, au Kenya, non loin du lac Turkana». Un tel fossile est extrêmement rare, car d'ordinaire, «dans des terrains de 13 millions d’années comme celui de Napudet, les chercheurs sautent de joie quand ils découvrent une dent ou un fragment de mandibule».

     

    Comme à «l’époque où ce petit singe vivait, la région n’était alors pas un désert» mais «une forêt de type équatorial dense» qui «se prête mal à la fossilisation» («le sol est souvent très acide et les os, s’ils ne sont pas enterrés rapidement, disparaissent en peu d’années»), il s'agit d'une très bonne surprise. En fait, c'est actuellement le seul crâne de singe retrouvé pour cette période qui «a été le théâtre d’une importante diversification des espèces de grands singes, dont les descendants actuels sont les gibbons, les orangs-outans, les gorilles, les chimpanzés et… les humains».

     

    Afin de le situer dans le buissonnement d'hominoïdes, ce crâne a été scruté «au synchrotron de l’ESRF, dont le faisceau extrêmement brillant de rayons X permet, comme un super-scanner, de voir au cœur de la matière et de réaliser des images en trois dimensions d’une exceptionnelle précision».

     

    L'analyse de l’oreille interne qui comporte «trois canaux semicirculaires, trois tubes tordus dotés de cellules ciliées qui, en détectant les mouvements de la tête, sont le siège de l’équilibre» éloigne cette espèce des gibbons. En effet, «chez les gibbons, qui font des mouvements rapides et complexes lorsqu’ils se balancent de branche en branche et des bonds de plusieurs mètres dans les arbres, comme des Tarzan sans lianes, ces canaux sont très développés», alors que le petit primate découvert «a l’oreille interne typique d’un grand singe classique» ce qui démontre qu'il n’était pas «du tout capable de se mouvoir avec l’aisance et l’agilité des gibbons».

     

    Afin de localiser ce spécimen dans la famille des grands singes, l'étude a répertorié de nombreux caractères et a effectué les analyses au moyen d'algorithmes «qui construisent des sortes d’arbres généalogiques» en privilégiant «les hypothèses les plus parcimonieuses, celles qui exigent de faire le moins de changements possibles, le moins de sauts évolutifs».

     

    Il est ainsi apparu qu'il fallait le ranger «dans le genre Nyanzapithecus, une branche de grands singes complètement éteinte mais très proche de celle qui a donné naissance à l’homme». En conséquence, comme ce spécimen «appartient à une espèce inconnue jusqu’à présent», elle a été dénommée «Nyanzapithecus alesi, le mot 'ales' signifiant 'ancêtre' en langue turkana».

     

    Les données extrêmement précises fournies par le synchrotron ont permis de «déterminer l’âge exact de l’animal au moment de sa mort, en étudiant ses stries dentaires», car «chaque jour qui passe, une nouvelle et infime couche d’émail et de dentine est observée»: d'abord, «la strie marquant le jour de la venue au monde de l’individu (une trace caractéristique due au stress de la naissance)» a été identifiée et, ensuite, il a été possible de compter «toutes celles qui ont suivi».

     

    En fin de compte, «le singe n’avait que 16 mois lorsqu’il est passé de vie à trépas». Cette précision est importante, puisqu'elle permet «des comparaisons avec les primates actuels» du même âge.

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Identification of a primordial asteroid family constrains the original planetesimal population» ont été publiés dans la revue Science, a permis de recenser toutes les familles d'astéroïdes au sein de la ceinture principale et de découvrir 17 astéroïdes 'primordiaux' qui, selon toute vraisemblance, ne sont apparentés à aucune des quelque 100 familles connues.

     

    Ce travail, qui a été entrepris en vue de mieux comprendre les origines de cette ceinture, a établi que les astéroïdes 'fossiles' découverts «se situent dans la partie interne de la ceinture». Comme leur corps parent «n'a pas pu être identifié formellement», pour le moment leur famille «n'a pas encore trouvé de nom» (ce parent a d'ailleurs pu avoir «été éjecté lors des épisodes agités de la migration des géantes gazeuses, postérieurs à leur formation»).

     

    Ces 17 reliques, situées dans «un vide gigantesque peuplé d'une poignée d'astéroïdes», doivent «faire partie de la ceinture d'astéroïdes originale». De ce fait, ces fossiles très sombres, dont les «caractéristiques peuvent éclairer les premières périodes du Système solaire», sont précieux.

     

    Soulignons, par exemple, que leur taille («ils mesurent tous entre 35 et 100 km»), indique «que les planétésimaux se seraient formés par effondrement soudain du nuage protoplanétaire constitué de gaz, de grains et de poussières» («s'il en avait été autrement, par exemple par une croissance lente, alors, des corps plus petits, aussi anciens et intacts, subsisteraient» alors qu'aucun n'a été détecté jusqu'ici).

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «The inhomogeneous submillimeter atmosphere of Betelgeuse» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis d'apporter de nouveaux indices en vue de mieux décrire l'évolution des supergéantes rouges, grâce à une image de Bételgeuse, la «plus célèbre d’entre elles», obtenue au moyen du réseau ALMA.

     

    Rappelons tout d'abord que Bételgeuse (α Orionis), une des étoiles les plus brillantes du ciel, a «15 fois la masse du Soleil» et un rayon «1048 fois plus grand» que celui de notre étoile («dans le Système solaire, elle s’étendrait jusqu’à l’orbite de Jupiter»). Comme elle n'est «située qu’à environ 725 années-lumière» de la TerreBételgeuse «offre un des diamètres apparents les plus grands, 0,044 secondes d’arc, de tous les astres du ciel (après le Soleil et l’étoile R Doradus)».

     

    Indiquons ici que «les supergéantes rouges perdent de la matière à une vitesse extraordinaire»: «de l’ordre de un millionième à cent millionièmes de la masse du Soleil» par an. Autrement dit, «c'est 1014 à 1016 fois plus que pour les étoiles, comme le Soleil, qui perdent de la masse sous la forme d’un vent stellaire de particules de plus ou moins haute énergie».

     

    Cependant, le processus déclenchant la perte de masse des supergéantes rouges «reste à préciser»: en effet, comme «les vents ne sont pas assez rapides pour s’échapper de l’attraction gravitationnelle» de ces étoiles, une hypothèse avancée «est que l’énergie des vents servirait surtout à chauffer l’atmosphère de l’étoile»...

     

    En ce qui concerne Bételgeuse, on savait depuis quelques années que sa surface «n’était pas homogène» et, en 2016, un point chaud en infrarouge avait été identifié dans la photosphère de l’étoile. De plus, «des asymétries dans l’enveloppe de l’étoile» avaient été observées «en utilisant l’instrument SPHERE au VLT (Very Large Telescope, au Chili)».

     

    Le réseau ALMA permet aujourd'hui de préciser les choses en identifiant «une zone très brillante correspondant à du gaz très chaud dans la chromosphère» et en mettant en évidence la forme étirée de l’étoile «avec une protubérance à proximité de la zone brillante».

     

    Cette étude laisse penser «que la zone de gaz chaud pourrait être reliée à une activité de convection dans la photosphère et une forte activité magnétique dans la région». Du fait que «cette zone est vaste comme plusieurs fois l’orbite terrestre, la quantité d’énergie qu’elle transporte vers l’atmosphère de l’étoile» est gigantesque: il s'agit là de «la preuve d’un mécanisme, probablement magnétique, de chauffage local de l’atmosphère par la convection». Ces nouvelles données «seront incorporés dans les futures simulations 3D de supergéantes pour essayer de comprendre l’origine de la perte de masse».

     

    Alors que «le Soleil du haut de ses 5 milliards d’années n’est qu’à mi-chemin de son histoire», les étoiles beaucoup plus massives brûlent très vite leur hydrogène. Ainsi, Bételgeuse, qui «n’a que 8 millions d’années», arrive en fin de vie: de ce fait («peut-être dans quelques milliers d’années»), après s'être effondrée sous son poids, elle explosera en supernova, un événement qui «sera visible depuis la Terre, même en plein jour».

     

     


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