laboratoires haute sécurité

Des incidents liés à la recherche arrivent fréquemment dans tous les pays (sans, d'ailleurs, qu'ils soient systématiquement enregistrés et publiés). En effet, selon Frédéric Tangy, responsable de recherches sur les vaccins à l'Institut Pasteur : "Il suffit qu'un chercheur renverse un flacon. Malgré la hotte aspirante, un aérosol se forme et il est infecté sans s'en rendre compte. À la fin de la journée, il quitte le laboratoire, et contamine toute sa famille et ceux qu'il croise." En 2004, un article de The Lancet recensait des incidents liés à la variole, à la polio et au SARS. Le virus de cette dernière maladie, le SARS-CoV, a infecté des chercheurs à au moins six reprises, même après la fin de l'épidémie en juillet 2003. Aux Etats-Unis, la liste des incidents est longue, comme la Chine vient de le rappeler ; par exemple, entre 2004 et 2015, des centaines d'envois d'anthrax d'un laboratoire à un autre n'avaient, par erreur, pas été inactivés. En Chine, début 2020, un chercheur senior est infecté par le SARS-CoV-2 dans un prestigieux laboratoire de Beijing ; en 2019, des contaminations massives à la brucellose sont dues aux rejets d'une usine. En France, le 27 juillet 2021, la deuxième infection accidentelle par un prion dans un laboratoire de l'Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE) entraîne l'interdiction de toutes les recherches sur le sujet pendant trois mois. Au Royaume-Uni, plus d'une centaine de violations des règles de sécurité durant les 15 dernières années ont eu lieu dans des laboratoires qui manipulent des pathogènes ; par exemple, du personnel manipulait des animaux infectés par Ebola alors que ses vêtements de protection avaient des accrocs ; surtout, la fièvre aphteuse de 2007 est la preuve qu'il arrive qu'une épidémie émane d'une fuite d'un laboratoire de niveau 4.

Par ailleurs, ces installations ultra-sécurisées sont-elles à la merci d'intrusions malveillantes ? Un élément de réponse est fourni un soir de 2016 par un fait divers anodin dû à... un sans-abri saoûl. Cherchant un bâtiment où s'abriter pour la nuit, grâce à sa pince coupante il entre sans le savoir dans un laboratoire de niveau 4 recélant des souches bactériennes et des virus extrêmement dangereux, du type Ebola. Or c'est ce laboratoire lyonnais qui a servi de modèle pour la construction de celui de Wuhan.

Auteur: PMO Pièces et main-d'oeuvre

Info: https://www.piecesetmaindoeuvre.com/IMG/pdf/virus_et_recherche.pdf

[ virologie ]

santé

Les verrues, ces tumeurs qui défient l'entendement Les verrues sont des tumeurs bénignes qui sont provoquées par un virus. Elles ont une évolution imprévisible, spectaculaire et incompréhensible dans l'état actuel de nos connaissances. Tout aussi mystérieuse est leur guérison. Intervention chimique, psychologique, religieuse, apposition des mains..., tous ces traitements sont efficaces ! Mécanisme qui nous échappe Ainsi, la fixation du regard sur la lésion tumorale. À l'hôpital Claude-Bernard, à Paris, le professeur Mollaret, le plus grand spécialiste dans les années 60 des maladies infectieuses, avait ouvert une consultation spécialisée dédiée à cette activité. Il fixait quelques secondes des yeux chaque verrue et cela marchait ! D'autres moyens aussi exotiques avaient la même efficacité : frottage de la verrue avec un demi-oignon, dont l'autre moitié était enterrée, imprécations religieuses, visites dans des lieux saints... En moins de 24 heures, la ou les lésions tumorales sont entièrement effacées, et la peau restaurée avec des tissus redevenus normaux, sans que l'on sache pourquoi. Quant aux traitements chimiques proposés et qui ne reposent sur aucun élément sérieux ou confirmé, le résultat est chaque fois imprévisible, et quand il est positif, toujours lié à l'effet placebo. Les verrues posent à la médecine moderne un défi de compréhension. Comment des tumeurs peuvent-elles disparaître en quelques heures grâce à un mécanisme qui nous échappe ? Comment peut-on détruire si rapidement autant de cellules et restaurer le tissu normal, sans arriver à comprendre la moindre étape de ce qui est en train de se passer ? Place aux approches non "scientifiques" D'autres tumeurs, qui ne sont pas liées à un virus, mais d'origine bactérienne cette fois, sont elles aussi réversibles d'une manière extraordinaire. Le traitement antibiotique de ces tumeurs bénignes les fait disparaître en quelques heures. Parfois, la simple prescription par téléphone du traitement antibiotique amène à une guérison ultra-rapide : 6 heures après, la lésion est effacée. Il est possible que cette lésion et sa disparition soient liées à la suppression des facteurs tumorigènes, mais une réparation si spectaculaire reste inexplicable. Le miracle des verrues nous rappelle que de multiples guérisons "miraculeuses" viennent encore défier la médecine officielle. Ce qui laisse la place aux approches non "scientifiques", qui continuent à se développer à côté de la médecine basée sur la compréhension héritée de Claude Bernard. Pour progresser dans notre connaissance, il nous faut d'abord admettre que ce n'est pas parce que l'on ne comprend pas les choses, qu'elles n'existent pas.

Auteur: Internet

Info: https://www.lepoint.fr, Les invités du Point, Didier Raoult Publié le 21/09/2013

[ énigme ] [ corps-esprit ] [ psychosomatique ]

adaptation

Les antibiotiques favorisent le jeu de dupe de certaines bactéries
La surprenante diversité des comportements coopératifs rencontrés dans la nature interroge depuis longtemps les scientifiques. Alors que cette stratégie est fragilisée par la présence d'individus "tricheurs", ces derniers utilisant les ressources de la communauté sans participer à leur production, la coopération existe dans tous les niveaux d'organisation du vivant: entre gènes dans le génome, entre cellules dans les organismes pluricellulaires et entre organismes dans les populations. Si plusieurs études ont déjà souligné l'importance de la proximité génétique et spatiale entre coopérateurs dans l'existence de ce paradoxe, peu de travaux se sont en revanche intéressés au rôle joué par l'environnement dans les interactions entre tricheurs et coopérateurs. C'est justement l'objet de l'étude menée par une équipe de l'ISEM. Dans cette dernière, les chercheurs ont exploré le rôle d'un antibiotique sur la dynamique d'une population de bactéries Pseudomonas aeruginosa comportant des tricheurs et des coopérateurs. Ce microorganisme qui peut présenter un danger pour les patients immunodéprimés ou atteints de mucoviscidose, tire en partie sa virulence de la production de molécules qui sont ensuite partagées avec l'ensemble de la population bactérienne. "Dans notre laboratoire, nous avons étudié en particulier la production de sidérophores, des molécules que seuls les coopérateurs produisent mais qui sont aussi bien utilisées par les coopérateurs que les tricheurs d'une même population pour acquérir du fer", rappelle Michael Hochberg, chercheur à l'ISEM et co-auteur de l'article.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont soumis trois types de populations de P. aeruginosa comportant une fraction croissante de tricheurs (15%, 45% puis 75%) à des doses de plus en plus élevées d'antibiotiques. Ils ont ensuite observé sur une période de 48 heures comment les différents dosages antibiotiques modifiaient la capacité des tricheurs à envahir chaque population bactérienne. Les chercheurs ont ainsi pu constater que la fréquence des tricheurs au sein des différentes communautés testées augmentait plus rapidement en présence d'antibiotique et ce quel que soit le niveau de concentration initial de la substance. Pour expliquer ce résultat, l'équipe suggère alors que les coopérateurs sont plus "sensibles" aux antibiotiques que les tricheurs. "Etant donné que les coopérateurs payent le coût de la coopération en produisant les sidérophores, ils ont ensuite moins de ressources métaboliques à investir dans la résistance aux antibiotiques que les tricheurs", détaille Michael Hochberg. A l'aide d'un modèle mathématique, le chercheur et son équipe ont ensuite pu confirmer la pertinence de cette hypothèse et généraliser ainsi leurs résultats au partage de biens publics chez d'autres espèces. Les scientifiques veulent maintenant poursuivre leurs investigations en testant, via leur modèle bactérien, l'influence de facteurs de stress abiotiques tels que la température sur la dynamique des tricheurs. Parvenir à démontrer que les environnements stressants, quels qu'ils soient, favorisent davantage les tricheurs face aux coopérateurs, permettrait de franchir un pas supplémentaire vers la compréhension du maintien et de l'évolution des comportements coopératifs.

Auteur: Internet

Info: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=15939. Donc la population bactérienne qui joue le jeu du système (coopère), tend à diminuer dès qu'il y a une influence modificatrice qui vient de l'extérieur (antibiotiques). Comme si les individus perdaient leur morale sociétale initiale, devenant moins rigides (donc tricheurs). Tricherie qui correspondrait à une adaptation à l'envahisseur, on l'accepte, on se lie/marie. On vit avec. Comme si des extraterrestres arrivaient sur une planète donnée, et que les habitants les plus conventionnels, (ou les plus faibles ou les plus simples...), tendaient à modifier leurs comportements/actions devant cette intrusion. Ainsi, devenant "moins sensible" à cette nouvelle influence externe, ils aident le groupe (société, pays, planète) à perdurer en assimilant l’intrus, par ce qu'on pourrait appeler une adaptation/neutralisation. Commentaire de MG.

[ amoralité ] [ spéculation ] [ biophysique ]

microbiologie

Les bactéries prennent des décisions basées sur des souvenirs générationnels

Elles choisissent de pulluler en fonction de ce qui est arrivé à leurs arrière-grands-parents.

Même les organismes sans cerveau peuvent se souvenir de leur passé : les scientifiques ont découvert que la bactérie Escherichia coli forme son propre type de mémoire suite à son exposition aux nutriments. Ils transmettent ces souvenirs aux générations futures, ce qui peut les aider à échapper aux antibiotiques, a rapporté l'équipe de recherche dans les Actes de la National Academy of Sciences USA .

" Nous considérons généralement les microbes comme des organismes unicellulaires [qui] font chacun leur propre travail ", explique George O'Toole, microbiologiste au Dartmouth College, qui étudie les structures bactériennes appelées biofilms. En réalité, les bactéries survivent souvent en travaillant ensemble. Tout comme les abeilles qui déménagent leur ruche, les colonies de bactéries à la recherche d’un habitat permanent se déplacent souvent sous forme d’unités collectives appelées essaims.

Ces essaims peuvent mieux résister à l’exposition aux antibiotiques en raison de leur densité cellulaire élevée, ce qui les rend particulièrement intéressants pour les microbiologistes tels que Souvik Bhattacharyya de l’Université du Texas à Austin. Il étudiait le comportement d’essaimage d’ E. coli lorsqu’il a observé ce qu’il appelle des " modèles de colonies étranges " qu’il n’avait jamais vus auparavant. En isolant des bactéries individuelles, lui et ses collègues ont découvert que les cellules se comportaient différemment en fonction de leur expérience passée. Les cellules bactériennes des colonies qui avaient déjà essaimé étaient plus enclines à essaimer à nouveau que celles qui ne l'avaient pas fait, et leur progéniture a emboîté le pas pendant au moins quatre générations, soit environ deux heures.

En modifiant le génome d'E. coli , les scientifiques ont découvert que cette capacité repose sur deux gènes qui contrôlent ensemble l'absorption et la régulation du fer. Les cellules présentant de faibles niveaux de cet important nutriment bactérien semblaient prédisposées à former des essaims mobiles. Les chercheurs soupçonnent que ces essaims pourraient alors rechercher de nouveaux emplacements présentant des niveaux de fer idéaux, explique Bhattacharyya.

Des recherches antérieures ont montré que certaines bactéries peuvent se souvenir et transmettre à leur progéniture des détails de leur environnement physique, tels que l'existence d'une surface stable, explique O'Toole, mais cette étude suggère que les bactéries peuvent également se souvenir de la présence de nutriments. Les bactéries, dont certaines se reproduisent plusieurs fois par heure, utilisent ces détails pour déterminer l'adéquation à long terme d'un emplacement et peuvent même s'installer ensemble dans des biofilms, qui sont plus permanents.

Les microbes autres que E. coli se souviennent probablement aussi de l'exposition au fer, dit O'Toole. " Je serais vraiment choqué si [ces résultats] ne tenaient pas également dans d'autres bugs." Il espère que les recherches futures examineront au niveau cellulaire comment les bactéries traduisent la détection du fer en différents comportements.

Étant donné que les bactéries sont plus difficiles à tuer lorsqu’elles forment des structures plus grandes, comprendre pourquoi elles le font pourrait éventuellement conduire à de nouvelles approches pour lutter contre les infections tenaces. Cette recherche offre l'opportunité de développer de nouveaux traitements contre les infections, dit O'Toole, d'autant plus cruciale que les antibiotiques deviennent de moins en moins efficaces pour tuer ces microbes,



 

Auteur: Internet

Info: https://www.scientificamerican.com/, Allison Parshall, 29 JANVIER 2024

[ atavismes ] [ adaptation ] [ transgénérationnel ] [ procaryotes ]

intelligence artificielle

(FLP à concocté l'entame d'une nouvelle de science-fiction, et a demandé à Chatgpt de finir l'histoire. Il est prévu de lui soumettre chaque année la même tâche afin de voir si changements et améliorations sont notables)

"Il était une fois une planète lointaine dotée de deux soleils et trois lunes. On l'avait nommée Aarxx.

Un courageux groupe d'explorateurs, envoyés vers sur cette terre  inconnue, découvrit un monde grouillant de vie. Cependant, ils se rendirent vite compte que la différence de culture entre les observateurs humains  et la chose observée produisait une diffraction très désagréable. Particulièrement en ce qui concernait les tentatives avec les autochtones dominants, une race qui ressemblaient peu ou prou à des poulpes avec chaussures de ski.

Les explorateurs humains durent s'éloigner quelque peu afin de dissiper le malaise et mieux observer. Et  tenter de comprendre cet environnement étrange. Et, pourquoi pas, trouver moyen d'y survivre et de prospérer sans déranger cette vie si bizarre. Ils réalisèrent alors que le système du vivant de cette planète semblait reposer sur une une base biotique et bactérienne articulée autour de 5 paramètres fondamentaux... Ce qui n'avait en rien empêché l'émergence d'un environnement stable, avec des système de cellules se reproduisant et prospérant.

Il découvrirent petit à petit que les habitants de la planète avaient  développé  une culture et des coutumes propres sur pareil mode à cinq.

Cependant la déconnection fontamentale entre dualité humaine et pentatonisme local avait quelque chose d'infranchissable, elle instillait - au mieux du mieux - un malaise profond entre les deux espèces-mondes lors des tentatives de contacts.

Les explorateurs décidèrent d'explorer Aarxx plus en profondeur pour tenter de mieux comprendre cette intrication pentatonique si étrangère.

Pour découvrir que toute perturbation d'un d'entre les cinq pôles, surtout à l'échelle bactérienne,  était susceptible d'entraîner des répercussions allant jusqu'à contaminer l'ensemble de la planète. Il fut également révélé que les 5 paramètres n'avaient cessé de s'équilibrer depuis les premiers soubressauts, très loin dans le passé, de la vie locale."

(suite concoctée par Chatgpt)

Les courageux explorateurs se rendirent vite compte que le seul moyen de protéger Aarxx et ses habitants était d'apprendre à vivre en harmonie avec les cinq paramètres. Ils commencèrent à collaborer avec les habitants autochtones, leur apprenant l'importance des cinq paramètres et comment les utiliser à leur avantage.

Les explorateurs se rendirent également compte que la dualité entre l'observateur et la chose observée avait un effet profond sur la planète et ses habitants. Ils ont dû apprendre à s'adapter à ce nouvel environnement et à trouver un moyen de travailler ensemble afin de protéger la planète.

Les explorateurs ont collaboré avec les indigènes pour créer de nouvelles technologies permettant de protéger la planète et ses habitants. Ils ont également travaillé à la création d'une nouvelle forme de communication qui comblerait le fossé entre les deux cultures et leur permettrait de mieux se comprendre.

Grâce à leur travail acharné et à leur dévouement, les explorateurs et les indigènes ont finalement réussi à créer un environnement stable et pacifique pour Aarxx et ses habitants. Ensemble, ils ont trouvé un moyen de vivre en harmonie avec les cinq paramètres et de protéger la planète.

Auteur: Mg

Info: 5 février 2023, les échanges se sont fait en anglais, sachant que Chatgpt est le plus efficient dans cette langue

[ écriture ] [ créativité ] [ homme-machine ] [ expérience ]

contre-mesure

Les phages contre-attaquent
Certains phages ont développé des armes qui inhibent le système de défense des bactéries. Grâce à cette réplique , ils parviennent à infecter les bactéries et à se multiplier.
Un nouvel épisode de la course à l'armement que se livrent les bactéries et les virus qui les infectent - les phages - vient d'être révélé dans Nature Microbiology. En effet, une équipe internationale, dont font partie Sylvain Moineau et ses collaborateurs du Département de biochimie, de microbiologie et de bio-informatique, a révélé l'existence de phages capables de rendre inopérant le système de défense CRISPR-Cas utilisé contre eux par les bactéries.
Aujourd'hui connu comme un puissant outil d'édition du génome, CRISPR-Cas est d'abord un mécanisme de défense déployé par les bactéries pour se protéger des phages. C'est d'ailleurs l'équipe de Sylvain Moineau et les mêmes collaborateurs qui ont décrit, dans la revue Science, en 2007, l'existence de ce système de défense chez les bactéries. Cette contremesure, qui existe chez environ 40% des espèces bactériennes, repose sur des séquences d'ADN que les bactéries accumulent à partir du matériel génétique de leurs assaillants. En 2010, dans un article publié dans la revue Nature, l'équipe du professeur Moineau démontrait que, lors de rencontres subséquentes avec ces virus, les bactéries utilisent les composantes du système CRISPR-Cas, dont la protéine Cas9, pour scinder l'ADN de leurs envahisseurs à des endroits précis de leur génome.
Les phages n'avaient cependant pas dit leur dernier mot. Depuis cinq ans, quelques études ont mis en lumière l'existence d'anti-CRISPR chez certains types de phages. L'équipe du professeur Moineau vient d'ajouter un élément au dossier en démontrant l'existence d'un nouvel anti-CRISPR chez un autre type de phage qui attaque S. pyogenes, une bactérie pathogène utilisée comme modèle pour l'édition du génome. Les chercheurs ont isolé un phage qui échappe 40 000 fois plus souvent que les autres au système de défense CRISPR-Cas9 de S. pyogenes. "Nous avons séquencé le génome d'un de ces phages, nous avons analysé et cloné plusieurs de ses gènes et nous avons découvert un gène codant pour une protéine dite "anti-CRISPR" qui inhibe efficacement le système de défense de la bactérie", explique Sylvain Moineau. Les chercheurs ont aussi démontré que cette protéine anti-CRISPR inhibe complètement le système de défense de S. thermophilus. "Il s'agit de la bactérie, utilisée pour la fabrication de yogourt et de certains fromages, qui avait permis la découverte du système CRISPR en 2007", rappelle-t-il.
Le mode d'action de cet anti-CRISPR n'a pas encore été élucidé, mais déjà les chercheurs entrevoient les répercussions concrètes de leurs travaux. "Puisque le système de défense CRISPR-Cas peut être contourné par certains phages, il faudra trouver de nouvelles façons de protéger les cultures bactériennes utilisées par l'industrie alimentaire contre les attaques des phages, constate le professeur Moineau. Il n'y a pas de fin à la lutte que se livrent ces microorganismes. C'est ce qui rend notre domaine de recherche si fascinant." Par ailleurs, la découverte de cet anti-CRISPR ouvre la porte à un meilleur contrôle de l'activité de la protéine Cas9. "On pourrait notamment utiliser l'anti-CRISPR comme interrupteur pour ralentir ou pour bloquer les coupures provoquées par Cas9 lors d'expériences d'édition des génomes", suggère le chercheur.
L'article paru dans Nature Microbiology est signé par Alexander Hynes, Geneviève Rousseau, Marie-Laurence Lemay et Sylvain Moineau, de l'Université Laval, et par leurs collaborateurs Philippe Horvath, Christophe Fremaux et Dennis Romero, de la compagnie DuPont.

Auteur: Internet

Info: http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=16615 sept 2017

[ complexité ] [ biologie ]

éléments biographiques

Vers 1937-1938, à la cime du triomphe des Hommes de bonne volonté, Jules Romains devait rappeler doucement à des journalistes (il l'a raconté à André Bourin dans Connaissance de Jules Romains), qu'il n'était pas seulement un romancier, et qu'entre 1922 et 1932 il avait été un des auteurs dramatiques les plus joués non seulement en France, mais en Europe . Il leur montrait une caricature d'une grande feuille satirique où la situation d u théâtre en Europe était symbolisée par un triangle avec une tête à chacun des angles : Bernard Shaw, Pirandello , Jules Romains. Jules Romains n'est pas seulement philosophe parce qu'il est agrégé de philosophie. L'unanimisme est plus qu'une école littéraire en isme, comme le romantisme, le symbolisme, le naturalisme. Il est aussi une doctrine philosophique , une vision du monde, un système de pensée fortement lié, fondement de toute son œuvre. Entre le passé, le présent, l'avenir, Jules Romains prend conscience d'un continu psychique. Il communie "avec l'âme diffuse qui relie et soutient les âmes particulières. L'individu fondu dans l'unanimisme (à quoi l'aideront le Rire et l'Aventure), se sentira devenir dieu, fuira le néant, sera assuré de survivre." (Madeleine Berry, Jules Romains.) Comme beaucoup de systèmes philosophiques l'unanimisme est né d'une illumination : celle qui embrasa l'âme du lycéen de dix-huit ans, un soir d'octobre 1903 où, avec son ami Georges Chennevière, il remontait la rue d'Amsterdam, au retour du lycée Condorcet, pour regagner l'appartement de ses parents, à Montmartre. Jules Romains est aussi un homme de science. Quand il entra à Normale Supérieure, il était déjà pourvu de sa licence ès lettres. A l'Ecole, il passa sa licence de sciences naturelles avec trois certificats : physiologie générale, histologie, botanique. Pour son mémoire d'études supérieures il choisit un sujet de biologie : L'état individu de la matière vivante. Ce mémoire familiarisait le normalien des Lettres avec le laboratoire, le microscope, la bactériologie . En outre, a confessé Jules Romains à André Bourin, il avait pour lui, "en secret, le mérite de rejoindre les préoccupations centrales de l'unanimisme. Tout problème concernant la formation de groupes, et les formes de passage, dans les deux sens, entre le groupe et l'individu, est essentiel à la pensée unanimiste". C'est avec cette idée de derrière la tête qu'il étudia des végétaux inférieurs et des colonies bactériennes, et qu'il fit des expériences sur l'autonomie du cœur de la grenouille. Plus tard, pendant cinq ans, Jules Romains faillit basculer tout à fait du côté des Sciences. Il entreprit des recherches sur la Vision extra-rétinienne et le sens paroptique. Certains animaux se dirigent sans voir. Les poissons y réussissent grâce à une particularité anatomique dite ligne latérale. Pourquoi l'homme ne posséderait-il pas un sens aussi mystérieux ? Pourquoi n'aurait-il pas été doué, à l'origine, d'un sens paroptique, qui, dans l'histoire de l'humanité, aurait précédé le sens optique ? Jules Romains essaya de rééduquer quelques aveugles. Il ne put rééduquer certains pontifes de la médecine qui dressèrent contre lui le barrage de leurs diplômes que leurs ancêtres avaient dressé contre Pasteur. Il abandonna ses recherches et reprit la plume de l'écrivain. Il publia le compte rendu de ses expériences : La vision extra-rétinienne et le sens paroptique (1920). Ces expériences seront poursuivies victorieusement par René Maublanc , qui publia ses résultats, en collaboration avec Leïla Holteroff : Une éducation paroptique. La découverte du monde visuel par une aveugle (Gallimard, 1926). Plus récemment des savants soviétiques et des savants américains confirmèrent la vérité des hypothèses de Romains. Mais, au temps où il les formulait, il se heurta à la cabale des officiels bardés de leurs peaux d'ânes. Ils l'accusèrent d'avoir monté un canular. Ils ne pouvaient pas admettre qu'ils avaient devant eux un génie universel, comme ceux de la Renaissance, et que le même homme pût écrire les Copains et faire des découvertes de laboratoire. On succombait déjà sous l'éteignoir de la spécialisation. Dans les Lettres et les Arts, il était interdit déjà d'être grand et de dépasser le gabarit du produit de série.

Auteur: Guth Paul

Info: Hommage à jules Romains

[ éloge ] [ polymathe ]

palier évolutif

L’explosion cambrienne déclenchée par plusieurs transgressions marines ?

Il y a 542 millions d'années apparaissaient, durant une période de quelques dizaines de millions d'années seulement, les grandes lignées d'animaux multicellulaires, comme les vertébrés et les arthropodes. Les lignées végétales et bactériennes se sont elles aussi diversifiées. 

Quel fut le déclencheur de cet événement planétaire ? 

La libération massive d'ions dans les océans, due à une érosion devenue intense, affirme une équipe américaine. Les organismes marins auraient utilisé ces polluants pour fabriquer des squelettes et des coquilles, une invention qui leur fut très profitable.

Les premières formes de vie seraient apparues sur Terre il y a 3,5 milliards d'années. Curieusement, ces êtres restèrent en grande majorité unicellulaires (vivant parfois en colonies) jusqu'à l'explosion cambrienne survenue il y a seulement 542 millions d'années. Cet événement vit alors naître de nombreux organismes pluricellulaires et des structures biominérales (par exemple des coquillages) en seulement quelques millions d'années, preuve d'une accélération soudaine de l'évolution (comme en témoignent par exemple les schistes de Burgess). Mais quel fut le facteur déclenchant ? Cette question taraude de nombreux scientifiques depuis longtemps car peu d'hypothèses convaincantes ont été apportées.

Il existe pour la même époque une autre grande curiosité, mais cette fois d'ordre géologique, clairement observable dans le Grand Canyon. L'analyse des couches stratigraphiques de cette région révèle l'histoire de la Terre sur près de 2 milliards d'années, ou presque, car il reste plusieurs discordances chronologiques. Ainsi, il n'y a pas de trace de roches datant de l'époque de l'explosion cambrienne. Des sédiments âgés de 525 millions d'années reposent directement sur des roches métamorphiques de 1.740 millions d'années et des couches sédimentaires inclinées âgées de 1.200 à 740 millions d'années. Des roches sédimentaires "jeunes" provenant de mers peu profondes recouvrent donc de "vieilles" roches sans aucune continuité logique. Mais une question se pose : a-t-on vraiment perdu des informations sur l'évolution de la Terre pendant 215 millions d'années à cause de cette inconformité géologique ?

Il semble bien que non. Selon Shanan Peters de l'université de Wisconsin-Madison, cette absence de données géologiques permettrait d'expliquer le mécanisme déclencheur de l'explosion cambrienne. Les résultats obtenus par l'équipe de ce chercheur sont présentés dans la revue Nature. L'inconformité résulterait d'une succession d'événements géologiques ayant causé la libération massive d'ions dans les océans. Les animaux se seraient adaptés en synthétisant des cristaux pour se débarrasser de ces éléments potentiellement néfastes, donnant ainsi naissance à la biominéralisation. Cette dernière changea alors radicalement le cours de l’évolution, tant les avantages qu'elle apporte sont nombreux.

(Illustration - Le Grand Canyon s'étend sur 450 km de long et possède une profondeur moyenne de 1.300 mètres. Les strates visibles permettent littéralement de lire l'histoire géologique du continent nord-américain - L’explosion cambrienne serait liée à un trop plein d'ions)

Ces explications font suite à l'analyse des propriétés géochimiques de plus de 20.000 échantillons de roches prélevés en Amérique du Nord.

Au début du Cambrien, les mers seraient montées et descendues à plusieurs reprises, en érodant à chaque fois les substrats rencontrés et mettant ainsi à nu d'anciennes roches provenant directement des profondeurs de la croûte terrestre. Cette succession de transgressions marines explique donc la disparition de plusieurs couches stratigraphiques. Exposées à l'air et à l'eau, les roches crustales auraient réagi chimiquement, libérant dans les océans de grandes quantités d'ions calcium, potassium, fer et silice. La chimie de l'eau fut alors profondément modifiée.

Un dernier retour des mers il y a 525 millions d'années provoqua le dépôt de sédiments plus jeunes. De nombreuses traces géologiques confirment ces événements - couches de glauconite et d'autres roches particulièrement riches en potassium, fer et silice.

(ici un schéma montre la brutale accélération de l'évolution au Cambrien avec apparition de beaucoup de genres d'espèces vivantes - diversité.

Des minerais pour évacuer le trop plein d’ions

Chaque organisme vivant maintient un équilibre ionique avec le milieu. L'arrivée massive d'ions dans l'environnement marin a dû profondément perturber cette balance. Plusieurs espèces se seraient mises à stocker leurs excédents en ions calcium, potassium, fer et silice sous forme de minerais afin de rétablir l'équilibre. Cette stratégie a deux avantages : les effets des particules chargées sont limités et elles ne sont pas rejetées dans le milieu où elles pourraient à nouveau jouer un rôle néfaste.  

Voilà pourquoi les trois biominéraux majoritairement présents au sein des organismes vivants seraient apparus lors de l'explosion cambrienne. Le phosphate de calcium est le constituant principal de nos os et dents. Le carbonate de calcium entre quant à lui dans la biosynthèse des coquilles d'invertébrés. Et le dioxyde de silicium est utilisé par les radiolaires, du zooplancton, pour synthétiser leur "squelette" siliceux.

Les avantages évolutifs procurés par ces minéraux sont conséquents puisqu'ils sont utilisés pour la conception de coquilles et d'épines (rôle de protection), de squelettes (rôle de soutien) et de griffes ou dents (rôle dans la prédation). Leur apparition permet de mieux comprendre le changement soudain du cours de l'évolution. 

Ce que certains qualifiaient de "trou" dans les enregistrements de l'histoire de la Terre se révèle en réalité être une source d'information d'une valeur inestimable. La "grande inconformité" (en anglais Great Unconformity) révèle ainsi un mécanisme probable du déclenchement de l'explosion radiative du Cambrien.

Auteur: Internet

Info: Quentin Mauguit, Futura-sciences.com, 24/04/2012

[ animal-minéral ] [ paléontologie ]

recombinaison latérale

Ce que nous savons sur la façon dont l'ADN passe d'une espèce à l'autre

Si vous avez les yeux de votre père ou les taches de rousseur de votre grand-mère, vous pouvez remercier les gènes transmis au sein de votre famille. Mais les chercheurs ont commencé à reconnaître qu’à un niveau biologique plus profond, un autre type d’héritage génétique se produit également. Les gènes peuvent glisser entre individus – ou même entre espèces – grâce à un processus connu sous le nom de transfert horizontal de gènes. Cela est peut-être loin d’être quotidien dans des organismes complexes comme les humains, mais sur une échelle de temps évolutive, cela pourrait se produire beaucoup plus souvent qu’on ne le pensait.

Les transferts horizontaux de gènes sont relativement courants dans le monde bactérien, où ils jouent un rôle important dans l’évolution et l’adaptation, ainsi que dans la propagation de la résistance aux antibiotiques. En fait, les biologistes évolutionnistes ont du mal à démêler certaines des premières branches de l’arbre de vie, car le nombre élevé de transferts horizontaux entre ces anciens organismes unicellulaires a si étroitement entrelacé les lignées. Les scientifiques savent également très peu de choses sur la façon dont ce processus pourrait avoir façonné de manière significative les génomes d’organismes complexes comme les plantes et les animaux.

Pendant de nombreuses années, les scientifiques qui soutenaient que des sauts horizontaux pouvaient se produire chez des espèces multicellulaires telles que les poissons ont été critiqués par leurs pairs. Une telle migration nécessite une chaîne d'événements improbables : un gène d'un individu doit d'une manière ou d'une autre pénétrer dans les cellules germinales qui produisent les spermatozoïdes ou les ovules d'un individu d'une autre espèce. De là, il doit pénétrer dans le noyau et pénétrer dans le génome de son nouvel hôte, qui doit ensuite produire une progéniture avec ces ovules ou spermatozoïdes pour transmettre ce génome modifié. Les moteurs importants de ce processus sont souvent les éléments génétiques appelés transposons, ou " gènes sauteurs ", qui peuvent se copier et se coller à différents endroits d’un génome, ou même d’un génome vers un autre. Parfois, ils semblent le faire en pénétrant dans le corps d'un nouvel hôte à l'intérieur d'un parasite ou d'un virus. C'est un parcours qui comporte de nombreuses étapes improbables, mais la biologie moléculaire suggère que ça existe.

Des études ont identifié des cas de transferts horizontaux chez un large éventail d’animaux, notamment des poissons, des grenouilles et des serpents. Pourtant, on ne sait pas exactement dans quelle mesure les organismes eucaryotes complexes partagent ainsi des gènes avec d’autres formes de vie. Les données recueillies jusqu'à présent suggèrent qu'il est plus probable que les gènes passent des bactéries aux eucaryotes que l'inverse : des expériences montrent que lorsque les gènes eucaryotes pénètrent dans les bactéries, celles-ci les éjectent le plus souvent.

Les biologistes ont fait de nombreuses découvertes surprenantes ces dernières années sur le mouvement des gènes entre les espèces.

Quoi de neuf et remarquable

En 2022, des chercheurs ont rapporté qu’un gène appelé BovB s’était déplacé indépendamment des serpents vers les grenouilles au moins 50 fois dans diverses parties de la planète. Bizarrement, ils ont constaté que cela se produisait beaucoup plus souvent à Madagascar qu’ailleurs. On ne sait pas pourquoi. Un facteur pourrait être le nombre élevé de parasites tels que les sangsues qui vivent sur l'île et se déplacent d'hôte en hôte, transportant des séquences d'ADN acquises dans le sang qu'elles ont bu. Les preuves d'anciens transferts de gènes horizontaux sont souvent brouillées avec le temps, mais les chercheurs espèrent désormais détecter les transferts sur le fait en examinant les organismes des sources chaudes du parc national de Yellowstone.

Le transfert horizontal de gènes semble également avoir joué un rôle dans la manière dont la vie marine autour des pôles a développé – ou plutôt emprunté – des défenses pour survivre au froid glacial. Les chercheurs ont pu montrer que les harengs et les éperlans, deux groupes de poissons qui ont divergé il y a plus de 250 millions d'années, utilisent le même gène pour fabriquer des protéines qui empêchent la croissance des cristaux de glace dans leur corps. Il a fallu des décennies pour convaincre les chercheurs que le gène devait être passé du hareng à l'éperlan. On ne sait pas exactement dans quelle mesure ce type de transfert horizontal se produit entre les cellules vertébrées, mais une étude a mis en évidence au moins 975 transferts entre 307 génomes de vertébrés, principalement chez les poissons à nageoires rayonnées.

Les transferts de gènes entre espèces concernent même les humains, ou plus particulièrement nos microbiomes, les puissantes armées de micro-organismes qui occupent nos intestins et d’autres parties du corps. Le microbiome d’un bébé humain vient d’abord de sa mère. Mais étonnamment, ces dons maternels ne sont pas toujours des cellules entières. De petits fragments d'ADN provenant des bactéries de la mère peuvent passer aux bactéries du bébé par le biais de transferts de gènes horizontaux, même des mois après la naissance. Ces gènes, qui proviennent souvent de souches bactériennes utiles chez la mère, pourraient jouer un rôle important dans la croissance et le développement du bébé. Bien qu’il ne soit pas clair si les transferts horizontaux de gènes profitent directement au bébé en lui transmettant des fonctions particulières, ils pourraient être indirectement utiles en assemblant un microbiome intestinal plus performant.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/ fév 2024, Yasemin Saplakoglu

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manipulation génétique

Des scientifiques de Cambridge créent le premier organisme vivant au monde avec un ADN entièrement redessiné
Les chercheurs créent un génome synthétique, en mouvement avec des bénéfices médicaux potentiels. C'est le premier organisme vivant au monde dont le code ADN est entièrement synthétique et radicalement modifié.

Le microbe fabriqué en laboratoire, une souche de bactéries que l'on trouve normalement dans le sol et dans l'intestin humain, est semblable à ses cousins naturels, mais survit grâce à un ensemble plus restreint d'instructions génétiques.

Cette existence démontre que la vie peut exister avec un code génétique restreint et ouvre la voie à des organismes dont les mécanismes biologiques sont piratés pour fabriquer des médicaments et du matériel utile, ou pour ajouter de nouvelles caractéristiques telles que la résistance aux virus.

En deux ans, des chercheurs du laboratoire de biologie moléculaire de l'Université de Cambridge ont lu et redessiné l'ADN de la bactérie Escherichia coli (E. coli), avant de créer des cellules avec une version synthétique du génome modifié.

Le génome artificiel contient 4m de paires de bases, les unités du code génétique épelées par les lettres G, A, T et C. Imprimé en entier sur des feuilles A4, il compte 970 pages, faisant de ce génome le plus grand que les scientifiques aient jamais édifié, de loin.

"Il n'était pas du tout clair s'il était possible de créer un génome de cette taille et s'il était possible de le modifier autant", a déclaré Jason Chin, un expert en biologie de synthèse qui a dirigé le projet.

L'ADN enroulé à l'intérieur d'une cellule contient les instructions dont il a besoin pour fonctionner. Lorsque la cellule a besoin de plus de protéines pour croître, par exemple, elle lit l'ADN qui code la bonne protéine. Les lettres d'ADN sont lues dans des trios appelés codons, tels que TCG et TCA.

Presque toute vie, de la méduse à l'homme, utilise 64 codons. Mais beaucoup d'entre eux font le même travail. Au total, 61 codons produisent 20 acides aminés naturels, qui peuvent être enfilés ensemble comme des perles sur une ficelle pour construire n'importe quelle protéine de la nature. Trois autres codons sont en effet des panneaux stop : ils indiquent à la cellule lorsque la protéine est prête, comme le point marquant la fin de cette phrase.

L'équipe de Cambridge a entrepris de remodeler le génome d'E. coli en enlevant certains de ses codons superflus. Travaillant sur un ordinateur, les scientifiques ont examiné l'ADN de l'insecte. Chaque fois qu'ils rencontraient TCG, un codon qui fabrique un acide aminé appelé sérine, ils le réécrivaient en AGC, qui fait le même travail. Ils ont remplacé deux autres codons de la même manière.

Plus de 18 000 éditions plus tard, les scientifiques avaient retiré toutes les occurrences des trois codons du génome de l'insecte. Le nouveau code génétique a ensuite été synthétisé chimiquement et, morceau par morceau, ajouté à E. coli où il a remplacé le génome naturel de l'organisme. Le résultat, rapporté dans Nature, est un microbe avec un code ADN complètement synthétique et radicalement modifié. Connu sous le nom de Syn61, ce bug est un peu plus long que la normale, et grandit plus lentement, mais survit néanmoins.

"C'est assez incroyable", a déclaré Chin. Lorsque l'insecte a été créé, peu avant Noël, l'équipe de recherche a fait prendre une photo dans le laboratoire avec une plaque des microbes comme figure centrale dans une reconstitution de la nativité.

De telles formes de vie ainsi conçues pourraient s'avérer utiles, croit Chin. Parce que leur ADN est différent, les virus envahisseurs auront du mal à se propager en elles, ce qui les rendra de fait résistantes aux virus. Ce qui pourrait apporter des avantages. E. coli est déjà utilisé par l'industrie biopharmaceutique pour produire de l'insuline pour le diabète et d'autres composés médicaux contre le cancer, la sclérose en plaques, les crises cardiaques et les maladies oculaires, mais des cycles de production entiers peuvent être gâchés lorsque les cultures bactériennes sont contaminées par des virus ou autres microbes. Mais ce n'est pas tout : dans le cadre de travaux futurs, le code génétique libéré pourrait être réutilisé pour que les cellules produisent des enzymes, des protéines et des médicaments de synthèse.

En 2010, des scientifiques américains ont annoncé la création du premier organisme au monde doté d'un génome synthétique. L'insecte, Mycoplasma mycoides, a un génome plus petit que E. coli - environ 1m de paires de bases - et n'a pas été radicalement remanié. Commentant les derniers travaux, Clyde Hutchison, du groupe de recherche américain, a déclaré : "Cette échelle de remplacement du génome est plus grande que n'importe quel remplacement complet du génome rapporté jusqu'ici."

"Ils ont porté le domaine de la génomique synthétique à un nouveau niveau, non seulement en construisant avec succès le plus grand génome synthétique à ce jour, mais aussi en apportant les plus grands changements de codage à un génome à ce jour", a déclaré Tom Ellis, un chercheur en biologie synthétique à Imperial College de Londres.

Mais il se peut que les données ne durent pas longtemps. Ellis et d'autres construisent un génome synthétique pour la levure de boulangerie, tandis que les scientifiques de Harvard font des génomes bactériens avec plus de modifications au codage. Il n'est pas surprenant que l'E. coli redessiné ne pousse pas aussi bien que les souches naturelles, a ajouté Ellis. "Si quelque chose est surprenant, c'est qu'il grandisse après tant de changements," dit-il.

Auteur: Internet

Info: https://www.theguardian.com, Ian Sample rédacteur scientifique Wed 15 mai 2019 18.00 BST

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