Une étude, dont les résultats intitulés "Three-dimensional imaging of convective cells in the photosphere of Betelgeuse" ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics (A&A), a permis de dévoiler l’origine du vent stellaire de Bételgeuse, grâce à six ans de mesures polarimétriques avec les instruments Narval et Néo-Narval construits par l’OMP et installés sur le Télescope Bernard Lyot du Pic du Midi.

Relevons tout d'abord que Bételgeuse est la supergéante rouge la plus proche de la Terre. Pour dévoiler l'origine du vent stellaire de Bételgeuse, l'étude ici présentée, relayée par l' INSU, a fait appel à "une nouvelle technique d’imagerie indirecte, qui repose sur l’usage de la polarisation de la lumière émise". Alors que, dans un premier temps, seules des images bidimensionnelles étaient obtenues, "la technique a été améliorée et produit aujourd’hui des images tridimensionnelles".

Au bout du compte, on voit sur les images "le plasma chauffé à l’intérieur de l’étoile remonter vers la surface où il se refroidit". Etant "plus lourd parce que plus froid, il devrait retomber ensuite vers l’intérieur de l’étoile où il serait réchauffé à nouveau dans un cycle convectif". Cependant, ce que les images 3D de Bételgeuse montrent est légèrement différent: en effet, "le plasma ne retombe pas toujours mais continue de monter à vitesse presque constante".

Il en résulte qu'une "force encore non identifiée pousse ce plasma et lui permet de s’échapper de l’étoile". Cette force, à l'origine du puissant vent stellaire de Bételgeuse, "est la raison d’être de ces poussières d’étoile qui, un jour, formeront des planètes et, peut-être, de la vie autour d’une autre étoile". 

Une étude, dont les résultats intitulés "The connecting cilium inner scaffold provides a structural foundation that protects against retinal degeneration" ont été publiés dans la revue PLOS Biology, a permis de révéler un mécanisme moléculaire causant la dégénérescence des photorécepteurs de l’œil, pouvant conduire à la cécité. Cette découverte ouvre des pistes pour le développement d’approches thérapeutiques contre les rétinites pigmentaires.

Relevons tout d'abord que "la rétinite pigmentaire est la maladie rétinienne héréditaire la plus répandue chez l’être humain, avec une incidence d’une personne atteinte pour 4000 dans le monde". L’apparition des premiers symptômes de cette maladie caractérisée par une dégénérescence des cellules sensibles à la lumière, les photorécepteurs, "survient en général entre l’âge de 10 et 20 ans avec une perte de la vision nocturne". Ensuite "le champ visuel se rétrécit en une «vision tunnel» pour aboutir finalement à une cécité vers l’âge de 40 ans".

Dans la rétine, les photorécepteurs sont responsables de la conversion de la lumière en signal nerveux. Concrètement, "le segment externe de la cellule est formé d’empilements de disques sur lesquels sont localisés les pigments sensibles à la lumière", alors que "le segment interne contient toute la machinerie métabolique essentielle au fonctionnement de la cellule et est relié au segment externe par le cil connecteur".  Or "des mutations dans les gènes de quatre protéines localisées au niveau de ce cil connecteur sont toutes associées à des pathologies rétiniennes présentant des dégénérescences de photorécepteurs".

Les quatre protéines en question ont été identifiées lors de travaux antérieurs qui les ont "localisées au niveau des centrioles, des structures cylindriques formées de microtubules et présentes dans toutes les cellules animales". En fait, comme ces protéines assurent dans le centriole «  la cohésion des différents microtubules en agissant comme une fermeture éclair », le problème était de savoir «  si elles ne jouaient pas le même rôle dans les structures tubulaires des cils connecteurs ».

Dans ce contexte, "des techniques de microscopie à expansion, qui permettent de gonfler les cellules sans les déformer" ont permis d'observer "les tissus rétiniens avec une résolution jusqu’alors jamais atteinte". En se focalisant sur la structure de cils connecteurs provenant de souris qui présentaient – ou non – une mutation dans le gène d’une des quatre protéines mentionnées", ces observations, menées à différents stades de vie, ont montré qu'en absence de la mutation ces protéines assurent, tout comme ce qui avait précédemment été vu dans les centrioles, "la cohésion entre les microtubules en formant une fermeture éclair qui se referme au fur et à mesure du développement".

Par contre, "lorsque le gène de cette protéine est muté, bien que la structure des microtubules apparaisse normale dans les premiers jours, les microtubules deviennent progressivement de moins en moins solidaires entre eux" de sorte qu'à l’âge adulte, "les souris concernées présentent finalement des microtubules qui ne sont plus du tout «zippés» les uns aux autres et qui finissent par s’effondrer, conduisant à la mort cellulaire des photorécepteurs".

Ces travaux, qui "ont conduit à une meilleure compréhension au niveau moléculaire et structural de la rétinite pigmentaire" permettent "d’envisager des traitements thérapeutiques agissant en amont de la dégénérescence cellulaire" puisqu'ils suggèrent qu'en «injectant la protéine chez les patients souffrant de certaines rétinites pigmentaires, on peut supposer que le zip moléculaire puisse être rétabli pour garantir l’intégrité structurale des microtubules des cils connecteurs, évitant ainsi la mort des cellules photoréceptrices ».

Une étude, dont les résultats intitulés "Nanobody-based sensors reveal a high proportion of mGlu heterodimers in the brain " sont publiés dans la revue Nature Chemical Biology, a permis de montrer qu'il existe aussi des récepteurs de glutamate constitués de deux entités différentes, révélant l'existence de 16 nouveaux récepteurs de glutamate aux propriétés spécifiques.

Relevons tout d'abord que le glutamate, acide aminé connu pour son action gustative à l'origine de la saveur "umami", est "le principal neurotransmetteur dans notre cerveau utilisé par plus de trois quarts des synapses". Concrètement, "le glutamate active des canaux ioniques responsables de la transmission excitatrice rapide". Ainsi, il permet, par exemple, "l’analyse extrêmement rapide d’une information visuelle, qui mènera à un mouvement essentiel en deux dixièmes de seconde".

Comme "ces propriétés excitatrices peuvent, en cas d'excès, conduire à des crises épileptiques, voire à une toxicité des neurones", des processus "permettent de limiter un excès d'activité des synapses excitatrices". Parmi ceux-ci, figurent "l’action du glutamate sur des récepteurs régulateurs, appelés récepteurs métabotropiques ou mGlu, qui transmettent leur signalisation dans la cellule via des voies métaboliques".

En fait, ces récepteurs mGlu, qui mesurent le glutamate ambiant et régulent l'activité de nombreuses synapses, "ont été découverts il y a presque 40 ans, et les années 90 ont révélé huit gènes codant pour ces récepteurs" composés de deux sous-unités qui bougent l'une par rapport à l'autre quand le glutamate s'y fixe, conduisant à la transmission de l'information à l'intérieur de la cellule".

Alors que, depuis cette découverte, ces récepteurs "étaient considérés comme étant constitués de deux sous-unités identiques", en 2011, il est apparu "que des récepteurs mGlu pouvaient être composés de deux sous unités différentes, avec des compositions spécifiques, et des propriétés fonctionnelles particulières". Ces données, qui "suggéraient l'existence de 16 récepteurs mGlu supplémentaires hétérodimériques, dont l’une des structures a été résolue", ont apporté "des évidences fonctionnelles de leur existence au niveau de certaines synapses".

Dans ce contexte, du fait qu'il restait à démontrer leur existence dans le cerveau, l'étude ici présentée, relayée par l' INSB, a démontré "la présence de l’hétérodimère mGlu2-4 dans les différentes régions du cerveau chez la souris" en faisant appel à "une approche basée sur la mesure d’un signal lumineux lié à la proximité entre deux anticorps innovants appelés nanocorps, l’un dirigé contre mGlu2 et l’autre contre mGlu4" ("développés chez le lama, ces nanocorps sont 10 fois plus petits qu'un anticorps classique").

Cette approche, qui "a permis de quantifier les sous-unités mGlu2 et mGlu4 sous la forme d’homodimères et d’hétérodimères dans le cerveau", prouve "qu'il y a plus de récepteurs hétérodimériques mGlu2-4 que de récepteurs mGlu4-4 dans le cerveau, excepté dans le cervelet".Les données montrent  sans équivoque "l'existence de récepteurs mGlu constitués de deux sous-unités différentes, ce qui renforce l'idée qu'il y a plus de sous-types de récepteurs mGlu que l'on pensait".

Au bout du compte, ces résultats offrent "la possibilité de cibler plus spécifiquement certaines synapses et d'avoir des actions thérapeutiques plus précises", car ces récepteurs mGlu hétérodimériques représentent de nouvelles cibles potentielles. Cette étude conduisant à "de nouvelles pistes de recherche pour les maladies neurologiques et psychiatriques dans lesquelles les récepteurs mGlu jouent un rôle important", ouvre la voie "pour la recherche de nouvelles molécules pouvant agir spécifiquement sur ces nouveaux récepteurs mGlu".

Une étude, dont les résultats intitulés « The 30 Doradus Molecular Cloud at 0.4 pc Resolution with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array: Physical Properties and the Boundedness of CO-emitting Structures » ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis de dévoiler des détails complexes de la région de formation d’étoiles 30 Doradus, également connue sous le nom de nébuleuse de la Tarentule, grâce au réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Relevons tout d'abord que la nébuleuse de la Tarentule, située dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de notre Voie lactée, "est l’une des régions de formation d’étoiles les plus brillantes et les plus actives de notre voisinage galactique, à environ 170 000 années-lumière de la Terre" puisque en son cœur "se trouvent quelques-unes des étoiles les plus massives connues, dont certaines ont une masse plus de 150 fois supérieure à celle du Soleil".

Il en découle que la région est "idéale pour étudier comment les nuages de gaz s’effondrent sous l’effet de la gravité pour former de nouvelles étoiles". Ainsi, grâce à 30 Doradus, il existe une chance de comprendre comment les étoiles se formaient il y a 10 milliards d’années, lorsque la plupart des étoiles sont nées ».

Alors que "la plupart des études antérieures de la nébuleuse de la Tarentule se sont concentrées sur son centre, les astronomes savent depuis longtemps que la formation massive d’étoiles se produit également ailleurs". De ce fait, l'étude "a effectué des observations à haute résolution couvrant une grande région de la nébuleuse" à l’aide d’ALMA.

L’émission de lumière provenant du gaz de monoxyde de carbone a été mesurée, ce qui "a permis de cartographier les grands nuages de gaz froid de la nébuleuse qui s’effondrent pour donner naissance à de nouvelles étoiles" et de voir comment ils changent lorsque d’énormes quantités d’énergie sont libérées par ces jeunes étoiles.

Au bout du compte, alors qu'on pouvait s'attendre « à ce que les parties du nuage les plus proches des jeunes étoiles massives montrent les signes les plus clairs d’une gravité écrasée par la rétroaction », il est plutôt apparu « que la gravité est encore importante dans ces régions exposées à la rétroaction (du moins pour les parties du nuage qui sont suffisamment denses ».

Une étude, dont les résultats intitulés "A synaptomic analysis reveals dopamine hub synapses in the mouse striatum" sont publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'identifier des "synapses pivots à dopamine", où la signalisation par la dopamine "peut moduler localement l’action d'autres neurotransmetteurs".

Relevons tout d'abord, qu'on peut distinguer deux grands types de neurones: d'une part, les neurones effecteurs assurant une transmission rapide et locale de l’information soit excitatrice soit inhibitrice et, d'autre part, les neurones modulateurs, peu nombreux, affectant de grandes régions du cerveau sur de plus longues durées. Il s'avère que "les neurones modulateurs utilisant la dopamine sont très importants pour la régulation du contrôle moteur, de la motivation et de la perception d’une récompense.

Pour sa part, l'étude ici présentée, relayée par l' INSB, a établi "la première purification sélective des synapses dopaminergiques du striatum chez la souris". Concrètement, elle a "réalisé un marquage fluorescent sélectif des neurones dopaminergiques de la souris" et pour "réduire le nombre d’animaux utilisés, les protocoles anciens de préparation de synapses en suspension ont été miniaturisés et le tri par fluorescence des synapses marquées optimisé".

Au bout du compte, "cette purification a permis d’identifier 2650 protéines présentes aux synapses à dopamine, dont 57 protéines spécifiquement enrichies" et "l’analyse morphologique quantitative et à haute résolution des synapses purifiées a révélé une nouvelle structure multipartite par laquelle les terminaisons dopaminergiques interagissent physiquement avec d'autres synapses classiques et affectent la composition moléculaire de ces dernières".

Il en ressort que "ces 'Synapses Pivot à Dopamine' pourraient constituer un support important de la neuromodulation par la dopamine sur les circuits neuronaux du striatum, alimentant le débat entre modèles volumiques (diffusion régionale) et synaptiques (diffusion locale) de la transmission modulatrice".

Ce nouveau cadre conceptuel, devrait, à l'avenir, permettre "de comprendre en détail les mécanismes cellulaires par lesquels la dopamine module les mouvements volontaires ou l'apprentissage basé sur la prédiction de la récompense", une démarche d’autant plus cruciale "que de nombreuses pathologies telles que la maladie de Parkinson, l'addiction et la schizophrénie semblent directement liées à une dysfonction dopaminergique".