théorie endosymbiotique

Des gènes "étrangers", issus de micro-organismes ayant cohabité avec nos lointains ancêtres sont présents dans notre ADN, révèle une étude publiée le 13 mars 2015 dans la revue Genome Biology. En d’autres termes, nos gènes ne sont pas seulement hérités de nos ancêtres : ils proviennent aussi d’organismes vivants très différents de notre espèce, qui nous ont été transmis au cours de notre évolution. Un résultat d’autant plus surprenant que ces travaux révèlent que ces gènes issus de ces micro-organismes, loin de jouer un rôle anecdotique, ont des fonctions cruciales dans le fonctionnement de notre organisme. En effet, ils sont notamment impliqués dans le métabolisme des lipides […] et dans les processus de défense immunitaire. Quels sont ces micro-organismes qui nous ont transmis ces gènes ? Il s’agit essentiellement de bactéries et de protistes (des organismes généralement unicellulaires comme les micro-algues et les protozoaires). Comment ces gènes ont-ils bien pu pénétrer dans notre génome ? Par un processus appelé "transfert horizontal de gènes" (HGT pour horizontal gene transfer en anglais). Un processus déjà connu pour être à l’œuvre chez certains animaux simples, comme le ver nématode dont le génome possède des gènes issus de plantes et de micro-organismes. […] Or, ces nouveaux travaux montrent que, loin de concerner des animaux très simples comme le ver nématode, le transfert horizontal de gènes concerne aussi en réalité très probablement… la plupart des êtres vivants complexes, dont les primates et l’homme.

Auteur: Anonyme

Info: Dans "Les magiciens du nouveau siècle", page 153

[ mutations génétiques ]

survie

Les océans sont responsables de plus de la moitié de la production d'oxygène de la planète grâce à l'activité de photosynthèse du plancton végétal marin. Responsables de la majorité de cette photosynthèse océanique, les protistes, des micro-organismes marins eucaryotes (avec un noyau), unicellulaires et parfois photosynthétiques. Ni bactérie, ni virus, ni plante, ni animal à proprement parler, les protistes présentent une grande plasticité tant anatomique que physiologique, et un métabolisme complexe.
Emiliania huxleyi est un protiste appartenant à la lignée des haptophytes. De par son extrême abondance, cette toute petite cellule planctonique forme une espèce emblématique du phytoplancton marin. Dotée de métabolismes fondamentaux variés (photosynthèse, calcification, etc.), elle est connue pour son micro-squelette calcaire qui rend l'océan blanc-laiteux et visible depuis l'espace, lorsque les cellules se multiplient en gigantesques efflorescences.
Pour décrypter le génome d'Emiliania, premier génome d'haptophyte séquencé, les scientifiques ont utilisé treize souches de cette espèce provenant de tous les océans qui ont ensuite été isolées dans différents laboratoires.
Première découverte, le génome d'Emiliania huxleyi est vingt fois plus petit que le génome humain: il est constitué de 141 millions de bases (le génome des diatomées a environ 24 millions de bases et le génome humain environ 3 200 millions). Mais, surprise, il contient au moins un tiers de gènes en plus que le génome humain. Le consortium international a mis en évidence la présence de plus de 30 000 gènes codant pour toutes sortes de protéines et de fonctions, dont plus de la moitié sont totalement inconnues dans les bases de données génétiques existantes.
D'autre part, les treize souches séquencées, que l'on croyait relativement proches, ne partagent en moyenne que 75% de leurs gènes: on pourrait parler de génome-coeur d'Emiliania. Ainsi, 25% des gènes ne sont présents que dans certaines souches: ce génome "permutable" est composé des gènes spécifiques à certaines souches. Cette configuration en "pan-génome" (avec un génome-coeur entouré d'un génome permutable) est typique des bactéries et des archées. La présence d'une telle proportion de gènes spécifiques à certaines souches est remarquable pour un organisme eucaryote sexué. Elle offre sans nul doute à Emiliania une flexibilité génomique et des capacités d'adaptation élevées.

Auteur: Internet

Info: 14 juin 2013

[ sciences ] [ génétique ]

homme-animal

Les oiseaux ont des gène de langage en commun avec les humains
Le processus par lequel les bébé oiseaux apprennent à chanter ressemble par un certain nombre de traits avec celui par lequel les enfants en bas âge apprennent à parler.
Aujourd’hui les chercheurs ont identifié un gène commun aux les oiseaux et aux personnes qui est à la base de ces capacités. Cette découverte marque le début d'un effort pour explorer les sous structures génétiques de l'étude vocale.
L'apprentissage vocal est caractéristique chez certain nombre d'animaux, y compris les humains, dauphins, baleines et oiseaux. Pour sonder comment la génétique guide ce processus, Sebastian Haesler de l'institut Max Planck pour la génétique moléculaire à Berlin et Kazuhiro Wada du centre médical à Duke University et leurs collègues se sont concentré sur un gène connu sous le nom de FoxP2, dont la mutation est associée aux problèmes de langue chez les individus. "Chez les humains affectés, la mutation de Fox cause un dysfonctionnement très spécifique," explique le co-auteur d'étude Erich Jarvis de Duke University. "Ces personnes ont une coordination moteur en grande partie normale, mais présentent une incapacité à prononcer correctement des mots ou de les façonner en des phrases grammaticalement correctes. De plus, elles éprouvent des problèmes comprendre un langage complexe. "L'équipe a analysé l'expression du gène FoxP2 chez un certain nombre d'espèces d'oiseau, certains apprentis de l’aptitude vocale, d’autres non, ainsi qu’ avec des crocodiles, le parent vivant le plus proche des oiseaux.
Chez les humains et les oiseaux le gène est exprimé dans une région du cerveau connue sous le nom de "ganglions fondamentaux", rapportent aujourd'hui les chercheurs dans le Journal of Neuroscience. " Nous avons constaté que les niveaux de FoxP2 semblent augmenter par moment juste avant que l'oiseau ne commence à modifier ses chants," dit Jarvis. " Ainsi ceci confirmerait un rôle de cause à effet, sous-tendu par le gène, qui permettrait aux circuits cérébraux "chanson-étude" de devenir plus plastiques, il permet aussi aux oiseaux d'imiter des bruits.
"En revanche, chez les espèces qui n'ont pas d’apprentissage vocal, l'équipe n'a observé aucun niveau de localisation ou de différentiel de l'activité FoxP2. Les prochains plans à étudier par l'équipe seront de savoir s’il y a de petites différences de FoxP2 entre les oiseaux qui apprennent à chanter et les autres qui ne le font pas, et comment les mutations de ce gène affectent l'étude vocale. D'autres facteurs, tels que des raccordements entre le cerveau et les neurones moteur commandant la voix, contribuent également à l'apprentissage vocal. Mais il est intrigant, note Jarvis, "Qu'un gène antique comme FoxP2 puisse avoir quelque chose faire avec des vocalisations apprises chez l'homme et chez les oiseaux."

Auteur: Internet

Info: Sarah Graham, SCIENCE NEWS 31 Mars 2004

[ musique ] [ génétique ] [ ADN ]

covid-19

Les médias du monde entier – et donc Le Monde - ont diffusé la conclusion de la mission d’enquête de l’OMS en Chine sur l’origine du Sars-Cov2 : la fuite accidentelle d’un laboratoire est "hautement improbable" et l’OMS n’approfondira pas cette piste. Elle préfère s’intéresser à l’importation de surgelés frelatés. Fin de partie.

De retour à Genève, le chef de cette mission, Peter Ben Embarek, donne un entretien à la revue scientifique américaine Science (lire ci-après). Où l’on découvre que "hautement improbable" est une façon diplomatique de dire "pas impossible", donc "possible", et que les enquêteurs, submergés par une nuée de contrôleurs politiques, n’ont eu ni les moyens ni la curiosité d’aller plus loin.

Qui étaient ces enquêteurs ? Une dizaine de scientifiques de tous les continents, dont deux retiennent notre attention.

Peter Daszak, connu de nos lecteurs (voir en commentaire 1), est un zoologue britannique familier de Wuhan : il a travaillé avec Shi Zhengli, la spécialiste de l’"augmentation" des coronavirus par les gains de fonction, au sein du labo P4 de Wuhan. Daszak et elle ont co-signé des articles scientifiques. Daszak préside un organisme américain, EcoHealth Alliance, par lequel ont transité des fonds provenant des National Institutes of Health (instituts de recherche publics américains), à destination du labo de Shi Zhengli. On comprend la promptitude du chercheur à dénoncer les "théories conspirationnistes" sur une éventuelle fuite de laboratoire, au point d’assurer en avril 2020 qu’aucun coronavirus n’était cultivé à Wuhan… avant d’être démenti par le directeur du laboratoire lui-même. Daszak est la dernière personne à pouvoir enquêter sur l’origine du Sars-Cov2, compte tenu de ce conflit d’intérêt. Ça ne gêne nullement la "communauté scientifique", puisque la "prestigieuse revue The Lancet" l’a également chargé de piloter sa "task force" d’enquête sur l’origine de l’épidémie.

Une autre enquêtrice de l’OMS, virologue, travaille dans un laboratoire de l’université Erasmus de Rotterdam, lui aussi connu de nos lecteurs (voir en commentaire 2). Marion Koopmans est la collègue de Ron Fouchier, le virologue qui avait fait muter le virus de la grippe aviaire H5N1 en 2011 pour le rendre contagieux entre humains. Une des premières créations de "Frankenvirus", ces virus augmentés par la méthode des gains de fonction, qui avait déclenché une controverse scientifique. Le même Fouchier avait remis ça en 2013 avec une autre souche de grippe aviaire mortelle, H7N9, provoquant cette fois une alerte de scientifiques auprès de la Commission européenne. Marion Koopmans avait co-signé un article avec Fouchier et des chercheurs chinois sur l’émergence de H7N9. Si elle évite aujourd’hui d’examiner les gains de fonctions de Shi Zenghli sur les coronavirus, qui peut lui en vouloir ? Nul ne souhaite une nouvelle controverse sur les laboratoires qui rendent les virus plus contagieux.

Le directeur de la mission, Peter Ben Embarek, est quant à lui un spécialiste danois de la sécurité alimentaire (d’où les surgelés) et expert des zoonoses à l’OMS depuis 2001. Rions jaune en découvrant son entretien avec Science.

Auteur: PMO Pièces et main-d'oeuvre

Info: 19 février 2021, http://www.piecesetmaindoeuvre.com/IMG/pdf/l_oms_n_a_rien_vu_a_wuhan.pdf?fbclid=IwAR0d9vOAXNVukSpU1jet7H6Lizw18xLttZrjNNLbP5Fhy73LgqfT50zL0-Y

[ apprentis sorciers ] [ manipulations génétiques ] [ étouffer l'affaire ] [ scientifreak ]

médecine

L'intelligence artificielle peut prédire l'activité sur et hors cible des outils CRISPR qui ciblent l'ARN au lieu de l'ADN, selon une nouvelle recherche publiée dans Nature Biotechnology.

L'étude menée par des chercheurs de l'université de New York, de l'université Columbia et du New York Genome Center associe un modèle d'apprentissage profond à des écrans CRISPR pour contrôler l'expression des gènes humains de différentes manières, comme si l'on appuyait sur un interrupteur pour les éteindre complètement ou si l'on utilisait un bouton d'atténuation pour réduire partiellement leur activité. Ces contrôles précis des gènes pourraient être utilisés pour développer de nouvelles thérapies basées sur CRISPR.

CRISPR est une technologie d'édition de gènes qui a de nombreuses applications en biomédecine et au-delà, du traitement de la drépanocytose à la fabrication de feuilles de moutarde plus savoureuses. Elle fonctionne souvent en ciblant l'ADN à l'aide d'une enzyme appelée Cas9. Ces dernières années, les scientifiques ont découvert un autre type de CRISPR qui cible l'ARN à l'aide d'une enzyme appelée Cas13.

Les CRISPR ciblant l'ARN peuvent être utilisés dans un large éventail d'applications, notamment l'édition de l'ARN, l'élimination de l'ARN pour bloquer l'expression d'un gène particulier et le criblage à haut débit pour déterminer les candidats médicaments prometteurs. Des chercheurs de l'Université de New York et du New York Genome Center ont créé une plateforme de criblage CRISPR ciblant l'ARN et utilisant Cas13 pour mieux comprendre la régulation de l'ARN et identifier la fonction des ARN non codants. L'ARN étant le principal matériel génétique des virus, notamment du SRAS-CoV-2 et de la grippe, les CRISPR ciblant l'ARN sont également prometteurs pour le développement de nouvelles méthodes de prévention ou de traitement des infections virales. Par ailleurs, dans les cellules humaines, lorsqu'un gène est exprimé, l'une des premières étapes est la création d'ARN à partir de l'ADN du génome.

L'un des principaux objectifs de l'étude est de maximiser l'activité des CRISPR ciblant l'ARN sur l'ARN cible prévu et de minimiser l'activité sur d'autres ARN qui pourraient avoir des effets secondaires préjudiciables pour la cellule. L'activité hors cible comprend à la fois les mésappariements entre l'ARN guide et l'ARN cible, ainsi que les mutations d'insertion et de délétion. 

Les études antérieures sur les CRISPR ciblant l'ARN se sont concentrées uniquement sur l'activité sur la cible et les mésappariements ; la prédiction de l'activité hors cible, en particulier les mutations d'insertion et de délétion, n'a pas fait l'objet d'études approfondies. Dans les populations humaines, environ une mutation sur cinq est une insertion ou une délétion ; il s'agit donc d'un type important de cibles potentielles à prendre en compte dans la conception des CRISPR.

"À l'instar des CRISPR ciblant l'ADN tels que Cas9, nous prévoyons que les CRISPR ciblant l'ARN tels que Cas13 auront un impact considérable sur la biologie moléculaire et les applications biomédicales dans les années à venir", a déclaré Neville Sanjana, professeur agrégé de biologie à l'université de New York, professeur agrégé de neurosciences et de physiologie à l'école de médecine Grossman de l'université de New York, membre de la faculté principale du New York Genome Center et coauteur principal de l'étude. "La prédiction précise des guides et l'identification hors cible seront d'une grande valeur pour ce nouveau domaine de développement et pour les thérapies.

Dans leur étude publiée dans Nature Biotechnology, Sanjana et ses collègues ont effectué une série de criblages CRISPR de ciblage de l'ARN dans des cellules humaines. Ils ont mesuré l'activité de 200 000 ARN guides ciblant des gènes essentiels dans les cellules humaines, y compris les ARN guides "parfaitement adaptés" et les désadaptations, insertions et suppressions hors cible.

Le laboratoire de Sanjana s'est associé à celui de David Knowles, expert en apprentissage automatique, pour concevoir un modèle d'apprentissage profond baptisé TIGER (Targeted Inhibition of Gene Expression via guide RNA design) qui a été entraîné sur les données des cribles CRISPR. En comparant les prédictions générées par le modèle d'apprentissage profond et les tests en laboratoire sur des cellules humaines, TIGER a été capable de prédire l'activité sur cible et hors cible, surpassant les modèles précédents développés pour la conception de guides sur cible Cas13 et fournissant le premier outil de prédiction de l'activité hors cible des CRISPR ciblant l'ARN.

"L'apprentissage automatique et l'apprentissage profond montrent leur force en génomique parce qu'ils peuvent tirer parti des énormes ensembles de données qui peuvent maintenant être générés par les expériences modernes à haut débit. Il est important de noter que nous avons également pu utiliser l'"apprentissage automatique interprétable" pour comprendre pourquoi le modèle prédit qu'un guide spécifique fonctionnera bien", a déclaré M. Knowles, professeur adjoint d'informatique et de biologie des systèmes à la School of Engineering and Applied Science de l'université Columbia, membre de la faculté principale du New York Genome Center et coauteur principal de l'étude.

"Nos recherches antérieures ont montré comment concevoir des guides Cas13 capables d'éliminer un ARN particulier. Avec TIGER, nous pouvons maintenant concevoir des guides Cas13 qui trouvent un équilibre entre l'élimination sur la cible et l'évitement de l'activité hors cible", a déclaré Hans-Hermann (Harm) Wessels, coauteur de l'étude et scientifique principal au New York Genome Center, qui était auparavant chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Sanjana.

 Les chercheurs ont également démontré que les prédictions hors cible de TIGER peuvent être utilisées pour moduler précisément le dosage des gènes - la quantité d'un gène particulier qui est exprimée - en permettant l'inhibition partielle de l'expression des gènes dans les cellules avec des guides de mésappariement. Cela peut être utile pour les maladies dans lesquelles il y a trop de copies d'un gène, comme le syndrome de Down, certaines formes de schizophrénie, la maladie de Charcot-Marie-Tooth (une maladie nerveuse héréditaire), ou dans les cancers où l'expression aberrante d'un gène peut conduire à une croissance incontrôlée de la tumeur.

Notre modèle d'apprentissage profond peut nous indiquer non seulement comment concevoir un ARN guide qui supprime complètement un transcrit, mais aussi comment le "régler", par exemple en lui faisant produire seulement 70 % du transcrit d'un gène spécifique", a déclaré Andrew Stirn, doctorant à Columbia Engineering et au New York Genome Center, et coauteur de l'étude.

En associant l'intelligence artificielle à un crible CRISPR ciblant l'ARN, les chercheurs pensent que les prédictions de TIGER permettront d'éviter une activité CRISPR hors cible indésirable et de stimuler le développement d'une nouvelle génération de thérapies ciblant l'ARN.

"À mesure que nous recueillons des ensembles de données plus importants à partir des cribles CRISPR, les possibilités d'appliquer des modèles d'apprentissage automatique sophistiqués sont de plus en plus rapides. Nous avons la chance d'avoir le laboratoire de David à côté du nôtre pour faciliter cette merveilleuse collaboration interdisciplinaire. Grâce à TIGER, nous pouvons prédire les cibles non ciblées et moduler avec précision le dosage des gènes, ce qui ouvre la voie à de nouvelles applications passionnantes pour les CRISPR ciblant l'ARN dans le domaine de la biomédecine", a déclaré Sanjana.

Cette dernière étude fait progresser la large applicabilité des CRISPR ciblant l'ARN pour la génétique humaine et la découverte de médicaments, en s'appuyant sur les travaux antérieurs de l'équipe de l'Université de New York pour développer des règles de conception de l'ARN guide, cibler les ARN dans divers organismes, y compris des virus comme le SRAS-CoV-2, concevoir des protéines et des ARN thérapeutiques, et exploiter la biologie de la cellule unique pour révéler des combinaisons synergiques de médicaments contre la leucémie.

Auteur: Internet

Info: L'IA combinée à CRISPR contrôle précisément l'expression des gènes par l'Université de New York. https://phys.org/, 3 juillet 2023 - Nature Biotechnology. Prediction of on-target and off-target activity of CRISPR-Cas13d guide RNAs using deep learning, Nature Biotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41587-023-01830-8

[ génie génétique ]