instant de la mort

Des chercheurs ont découvert les mécanismes derrière la mystérieuse " onde de la mort " dans le cerveau, un phénomène survenant après une privation d'oxygène. Cette découverte importante ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la mort neuronale et de la réanimation.

En explorant les profondeurs de l'activité cérébrale au moment de la mort, des scientifiques de l'Institut du Cerveau ont fait une découverte significative. Pour la première fois, ils ont observé une onde spécifique, surnommée " l'onde de la mort ". Celle-ci survient lors d'une interruption prolongée de l'oxygénation du cerveau. Cet événement, loin de marquer une fin absolue, révèle en réalité une complexité insoupçonnée dans la dynamique neuronale entre la vie et la mort. Les résultats ont été publiés dans Neurobiology of Disease. 

La formation et le parcours de l'onde de la mort

Il est impossible de déterminer l'heure précise, à la seconde près, d'un décès. C'est un processus complexe, qui dure plusieurs minutes. Il existe des cas où même lorsque le processus a démarré, celui-ci peut s'interrompre et la personne revenir à la vie. 

L'arrêt de l'oxygénation du cerveau déclenche une série d'événements électriques. Initialement, une réduction drastique de l'activité électrique se produit, plongeant le cortex cérébral dans un silence électrique. Cependant, ce silence est brusquement interrompu par une onde de grande amplitude, initiée dans les couches profondes du cortex, comme un sursaut d'activité cérébrale. C'est sûrement cette onde que décrivent les personnes ayant fait une expérience de mort imminente, c'est-à-dire les personnes ayant survécu à un arrêt cardiorespiratoire. 

Cette " onde de la mort " se propage telle une vague à travers le cortex, portant en elle le potentiel d'une cessation totale de l'activité cérébrale. Mais, contrairement à ce que son nom suggère, cette onde ne signifie pas nécessairement une fin irréversible. Si le cerveau est réoxygéné à temps, une " onde de la réanimation " peut suivre, marquant le début d'une lente mais possible récupération des fonctions cérébrales.

(photo illustration) Et si l'onde de la mort expliquait les expériences de mort imminente. 

Quelles sont les implications de cette découverte ? 

Cette étude révèle que la mort neuronale est comme un processus graduel, potentiellement réversible, plutôt qu'un instant définitif. Elle met en lumière le rôle crucial des neurones pyramidaux de la couche 5 du néocortex, dont la dépolarisation marque le début de l'onde de la mort. 

Cette compréhension affine notre perception de la mort cérébrale, nous faisant comprendre qu'un électroencéphalogramme plat n'est pas forcément synonyme de mort définitive. Ces découvertes suggèrent que, sous certaines conditions, il est possible de restaurer les fonctions cérébrales, offrant ainsi de nouvelles voies pour le développement de traitements neuroprotecteurs. 

Ces avancées pourraient un jour transformer les pratiques de réanimation en cas d'arrêt cardiorespiratoire, réduisant les risques de séquelles neurologiques et ouvrant la porte à des interventions plus ciblées pour préserver les fonctions cérébrales essentielles.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/ janvier 2024

sciences

Le plus ancien village d'agriculteurs de toutes les îles méditerranéennes vient d'être découvert à Chypre par une équipe d'archéologues français impliquant notamment le CNRS, le Muséum national d'Histoire naturelle, l'INRAP, l'EHESS et l'Université de Toulouse II, le Mirail. On pensait jusqu'à présent qu'en raison de son insularité, Chypre avait été atteinte par les premières sociétés agricoles néolithiques, mille ans après la naissance de l'agriculture au Proche-Orient (aux alentours de 9 500/9 400 avant J-C). La découverte de Klimonas, village daté de presque 9000 ans avant J.-C, prouve au contraire que ces premières sociétés agricoles ont migré peu de temps après les débuts de l'agriculture depuis le continent proche-oriental. Elles ont apporté à Chypre le blé, mais aussi des chiens et des chats. Ces résultats illustrent aussi la maîtrise précoce de la navigation de ces populations. Ils sont publiés par la revue Proceedings of the National Academy of Science (PNAS).
Les villageois sédentaires du Néolithique ancien ont commencé à cultiver des céréales sauvages au Proche-Orient, aux alentours de 9 500 av. J.-C. De récentes découvertes ont montré que l'île de Chypre était alors fréquentée par des groupes humains, mais les premières traces attestant de la culture des céréales et de la construction de villages n'étaient jusqu'à présent pas antérieures à 8 400 av. J.-C. Les résultats récents des fouilles archéologiques de Klimonas démontrent que de véritables communautés villageoises étaient installées à Chypre entre 9 100 et 8 600 ans avant J-C. En effet, les archéologues ont trouvé sur le site les restes d'un bâtiment collectif en terre crue de 10 mètres de diamètre, semi-enterré, qui devait servir à rassembler les récoltes communes et autour duquel se regroupaient des constructions domestiques. A l'intérieur, les archéologues ont mis au jour quelques offrandes votives comme des flèches en silex ou des perles de pierre verte. Des restes très abondants d'objets (éclats de silex, outils en pierre, parures de coquillages...) ont été également découverts dans ce village. Ces outils de pierre et les constructions fabriquées par ces villageois ressemblent à ceux que l'on trouve sur les sites néolithiques contemporains du proche continent. Des restes de graines carbonisées de plantes locales et de céréales introduites depuis les côtes levantines (comme "l'amidonnier", l'un des premiers blés introduits du Proche-Orient) ont été également retrouvés à Klimonas.
L'analyse des ossements retrouvés sur le site permet de savoir que la viande consommée par ces populations provenait de la chasse d'un petit sanglier chypriote indigène (seul grand gibier présent sur l'île à cette époque) et que des chats et des petits chiens domestiques avaient été introduits depuis le continent. Ces découvertes montrent que ces premières sociétés agricoles ont migré depuis le continent peu après les débuts de l'agriculture et ces déplacements à grande distance au tout début du Néolithique témoignent de leur maîtrise de la navigation.
Le site de Klimonas est fouillé jusqu'à la fin du mois de mai 2012 et fera l'objet d'une nouvelle campagne de fouilles en 2013. Ces travaux impliquant plusieurs laboratoires de recherche (1) ont été financés par le CNRS, le projet européen Le CHE, le Muséum national d'Histoire naturelle, l'INRAP, le ministère des Affaires étrangères et européennes et l'Ecole française d'Athènes.

Auteur: Internet

Info:

[ historique ] [ être humain ]

ontologie linguistique

En 1867, Charles Sanders Peirce, alors âgé de vingt-huit ans, publie On a New List of Categories (1.545-1.559). Dans ce texte étonnant, il esquisse le fondement métaphysique d'une philosophique séméiotique et il entreprend l'élaboration d'une définition et d'une classification scientifique des signes. Le texte commence par une étude de la substance et de l'être et Peirce y formule l'hypothèse de l'existence des trois catégories fondamentales de l'être, qu'il nommera ultérieurement Priméité, Secondéité et Tiercéité, et grâce auxquelles il définit le representamen.

Un representamen est une relation triadique dans laquelle un fondement est relié à un objet par le biais d'un interprétant. La définition peircéenne du representamen est intentionnellement formelle et générale. Peirce prétendait alors que la sémiotique était une science de base et qu'elle constituait le fondement de la logique, de la psychologie et de la sociologie. Dans ses écrits ultérieurs, il a indiqué qu'il préférait utiliser le mot "signe" pour désigner les representamen dont la pensée et l'action humaines sont les interprétants. Comme il existe trois types de representamen ou de relations-signe, il s'ensuit qu'il existe trois sciences séméiotiques subsidiaires. Premièrement la grammaire formelle qui est l'étude des fondements des signes étudié en eux-mêmes et indépendamment de leurs relations avec leurs objets ou leurs interprétants. Deuxièmement la logique ou critique qui est l'étude de la relation des signes à leurs objets. Troisièmement la rhétorique formelle qui est l'étude de la relation des signes et de leurs interprétants.

Peirce a repris ces termes à la philosophie grecque et à la philosophie médiévale, mais il est évident qu'il a anticipé sur la syntaxe, la sémantique et la pragmatique. C'est également dans cet article de 1867 que Peirce a introduit la tripartition des signes en "indice", "icône" et "symbole". Il tient la séméiotique pour une science première par rapport à la logique et il considère qu'elle constitue une base pour la logique des termes, des propositions et des arguments. La séméiotique fonde également les trois formes de raisonnement qu'on utilise dans les sciences : hypothèse, déduction et induction. A la même époque que cet article sur les catégories, Peirce a écrit et publié toute une série d'articles particulièrement brillants dans lesquels il a développé sa théorie de manière plus détaillée, et dégagé plus complètement ses applications à l'étude de la logique, de l'histoire et de la méthodologie des sciences.

Il a également appliqué cette séméiotique à la psychologie et à la théorie des sociétés. L'homme est un signe. En fait l'homme est un signe extérieur, un signe dans le monde. Le corps de l'homme et ses actions constituent le médium matériel de l'homme-signe, tout comme l'encre et les sons constituent le médium matériel du langage. Les sensations et les émotions sont des "mots constitutionnels" (2.426, 5.291). Pendant les six années qui suivirent, Peirce en vint à penser que l'homme est un dialogue de signes, dans lequel le doute pose les questions tandis que les actions et les croyances sont les interprétants. Ces croyances et ces actions seront ultérieurement traduites en une conversation avec la société des signes. Peirce a esquissé une théorie de l'éthique dans laquelle ce sont des normes séméiotiques qui régissent la communauté en expansion où cette conversation a lieu.

Auteur: Savan David

Info: La séméiotique de Charles S. Peirce. https://www.persee.fr/doc/lgge_0458-726x_1980_num_14_58_1844. Les références entre parenthèses qui suivent les citations renvoient au volume et au numéro de paragraphe des Collected Papers de Peirce, sélectionnés et présentés par Paul Weiss et Charles Hartsone, et publiés par Harvard University Press en 8 volumes, 1932- 1954. Trad : F. Peraldi

[ communication ] [ pouvoir sémantique ] [ sémiotique ]

nature

Le rôle écologique des espèces rares est unique
De nombreuses espèces rares jouent un rôle écologique unique, et sont, de ce fait, irremplaçables, même dans les écosystèmes les plus diversifiés de la planète. C'est ce que vient de montrer une équipe internationale menée par des chercheurs du CNRS, de l'Université Montpellier 2, de l'INRA, de l'EPHE et de l'IRD. À partir de données issues de trois écosystèmes très différents (récifs coralliens, prairies alpines et forêts tropicales), les scientifiques ont découvert que les fonctions écologiques uniques (comme une résilience exceptionnelle au feu et à la sécheresse) sont majoritairement portées par les espèces rares et sont donc particulièrement vulnérables à l'érosion de la biodiversité. Ces fonctions pourraient s'avérer cruciales pour le fonctionnement des écosystèmes en cas de changements environnementaux majeurs. Publiés le 28 mai 2013 dans la revue Plos Biology, ces travaux montrent que la sauvegarde de la biodiversité dans son ensemble est capitale pour la résilience et la survie des écosystèmes.
Les milieux où la biodiversité est élevée sont caractérisés par un grand nombre d'espèces rares, c'est-à-dire qui présentent une faible abondance locale ou une aire de distribution limitée. Leur importance fonctionnelle est souvent perçue comme secondaire: elles sont considérées comme ayant une influence mineure sur le fonctionnement des écosystèmes et comme n'offrant qu'une "assurance" écologique en cas de disparition d'espèces plus communes. Les travaux publiés dans Plos Biology viennent réfuter cette idée.
Les chercheurs se sont intéressés aux traits fonctionnels d'un très grand nombre d'espèces d'animaux et de plantes. Ces traits permettent, en écologie, de décrire une espèce: est-ce un animal carnivore ou herbivore, diurne ou nocturne, fouisseur ou volant ? Est-ce une plante résistante ou non à la sécheresse, cherchant ou pas la lumière directe, préférant les sols acides ou basiques ? L'ensemble des traits fonctionnels d'une espèce sous-tendent sa fonction écologique.
Les scientifiques ont ensuite testé l'hypothèse selon laquelle les espèces rares assureraient des fonctions originales dans les écosystèmes. Pour cela, ils ont croisé les informations biologiques et biogéographiques de 846 espèces de poissons de récifs coralliens, 2 979 espèces de plantes alpines et 662 espèces d'arbres tropicaux originaires de Guyane. Leur hypothèse s'est révélée juste: les espèces qui présentent des combinaisons exceptionnelles de traits fonctionnels et qui, par conséquent, jouent un rôle écologique unique, sont majoritairement des espèces rares.
Trois exemples permettent d'illustrer leurs résultats: la murène géante javanaise (Gymnothorax javanicus) se nourrit la nuit de poissons et invertébrés cachés dans les labyrinthes coralliens. Elle permet ainsi l'élimination de proies, souvent fragilisées, inaccessibles aux autres prédateurs. Le saxifrage pyramidal (Saxifraga cotyledon), une plante alpine, constitue quant à lui une ressource unique pour les pollinisateurs des parois rocheuses. La sapotacée Pouteria maxima, arbre massif de la forêt tropicale de Guyane, présente une exceptionnelle résilience au feu et à la sécheresse, ce qui permet la recolonisation par la forêt d'espaces dévastés par le feu. Ces espèces rares n'ont que peu d'équivalents fonctionnels dans leurs écosystèmes respectifs.
Portées par des espèces vulnérables, les fonctions uniques pourraient disparaître alors qu'elles peuvent s'avérer importantes pour le fonctionnement des écosystèmes en cas de changements environnementaux majeurs et déterminer leur résistance aux perturbations. Ainsi, ce travail souligne l'importance de la conservation des espèces rares et la nécessité de mener de nouvelles expérimentations permettant de tester explicitement l'influence de la rareté sur les processus écologiques.

Auteur: http://www.techno-science.net

Info: 30 mai 2013

[ survie ] [ harmonie ] [ sciences ] [ niches ]

nature

Pourquoi les espèces voisines ne mangent pas la même chose
Les espèces voisines consomment moins souvent les mêmes ressources que les espèces plus distantes. En effet, c'est la compétition pour les ressources, et non leur apparentement qui détermine les sources de nourriture des espèces d'une communauté. Sous l'effet de cette compétition, les espèces proches se sont spécialisées sur des ressources alimentaires différentes. Telle est la conclusion d'une étude menée par des chercheurs du CNRS, du Muséum national d'Histoire naturelle et de l'Université d'Exeter (Royaume-Uni). Ces travaux ont été obtenus en étudiant avec un niveau de détail hors du commun les interactions trophiques entre espèces au sein d'une prairie anglaise. Publiés le 20 juin 2013 dans la revue Current Biology, ils permettent de mieux appréhender l'évolution des communautés écologiques à l'heure où certaines sont bousculées par le changement climatique et l'arrivée d'espèces invasives.
En écologie, le paradigme actuel considère que les relations de parenté entre espèces détermine l'identité des partenaires avec lesquels les espèces interagissent: plus les espèces sont apparentées, plus elles ont de chances d'interagir avec les mêmes partenaires. Ainsi, d'après cette idée, deux espèces voisines devraient partager les mêmes prédateurs et les mêmes proies. Les récents travaux d'une équipe de chercheurs du CNRS, du Muséum national d'Histoire naturelle et de l'Université d'Exeter montrent que ceci n'est pas forcément exact. Pour la première fois, les scientifiques révèlent que si l'apparentement entre espèces détermine bien par qui les espèces sont mangées, c'est la compétition pour les ressources, et non le degré de parenté, qui détermine de quoi les espèces se nourrissent.
Pour arriver à cette conclusion, ils ont utilisé une série d'observations menées pendant plus de dix ans dans une prairie du sud-est de l'Angleterre. Réalisées avec un degré de détail extraordinaire, ces observations ont permis d'établir les interactions entre une centaine d'espèces situées sur quatre niveaux trophiques: des plantes (23 espèces), des pucerons se nourrissant de celles-ci (25 espèces), des guêpes qui pondent leurs oeufs dans le corps des pucerons (22 espèces), et d'autres guêpes qui pondent leurs oeufs dans les larves des guêpes précédentes au sein des pucerons (26 espèces).
Les chercheurs ont montré que deux espèces voisines de puceron par exemple, sont généralement la proie des mêmes espèces de guêpe. C'est donc bien l'apparentement des espèces qui détermine l'identité de leurs prédateurs. En revanche, ces deux espèces de pucerons voisines ne se nourrissent pas forcément des mêmes plantes. En remontant la chaîne alimentaire, les scientifiques ont observé que les guêpes les plus apparentées avaient peu de chances de se nourrir des mêmes espèces de pucerons. Ceci s'explique par le fait que sous la pression de la compétition pour les sources de nourriture, les espèces voisines diversifient leur alimentation, ce qui a pour effet de réduire la compétition. Obtenir cette conclusion a été possible grâce au niveau de détail des observations réalisées, permettant de révéler les dynamiques d'échelle très locale.
À l'heure où le réchauffement climatique déséquilibre les communautés et où de nombreuses espèces envahissent des écosystèmes auxquels elles étaient étrangères, ces conclusions sont à prendre en compte si l'on veut prédire les nouvelles interactions qui résulteront de ces changements. En effet, ces résultats montrent que les ressources consommées par une espèce qui intègre la communauté ne peuvent pas être prédites par ses relations de parenté avec les espèces déjà présentes.

Auteur: Internet

Info: Dirk Sanders

[ équilibre ] [ harmonie ] [ adaptation ]

animal-minéral

Des progrès dans la compréhension de la biominéralisation par une nouvelle microscopie X

Chez les organismes vivants, les processus de biominéralisation régulent la croissance des tissus minéralisés, tels que les dents, les os, les coquilles… Ces procédés restent fascinants à étudier pour une meilleure compréhension du monde naturel qui nous entoure et de sa diversité, d'autant plus que ces recherches peuvent contribuer à l'élaboration de procédés biomimétiques pour la réalisation de nouveaux matériaux.

Une équipe interdisciplinaire française, à laquelle participe l'équipe du LIONS de l'UMR NIMBE, s'est intéressée à la bio-formation du carbonate de calcium, dont la structure complexe est encore largement incomprise. La texture complexe de matériaux naturels, observés auprès du synchrotron de l'ESRF par une méthode originale de diffraction de rayons X développée par l'Institut Frenel, est décrite et les résultats publiés dans la revue "Nature Materials". Un point de départ pour comprendre l'élaboration de ce composé, et définir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire de façon synthétique ce type de biominéraux.

La compréhension en sciences des matériaux, paléoclimatologie et sciences de l’environnement des phénomènes de biominéralisation ouvrent des perspectives fascinantes et attirent nombre de chercheurs. Le carbonate de calcium en est une bonne illustration : les théories issues de la cristallisation classique ne peuvent expliquer la formation des structures biominérales calcaires extrêmement complexes, telles que celles observées chez l’oursin ou l’huître perlière par exemple. La formation de ce constituant majeur de la croute terrestre reste ainsi encore largement incomprise.

L’étude, menée par une équipe interdisciplinaire française et publiée dans la revue Nature Materials, exploite une nouvelle microscopie en rayons X permettant de révéler les spécificités structurales du biominéral. Elle conduit à l’identification de modèles probables de biominéralisation.

L’approche développée par cette équipe est motivée par une contradiction apparente : tandis que les espèces vivantes capables de cristalliser le carbonate de calcium produisent une remarquable diversité architecturale aux échelles macro et micrométriques, à l’échelle sub-micrométrique, la structure biominérale se caractérise au contraire, par l'observation constante d'une même structure granulaire et cristalline. Par conséquent, une description des caractéristiques cristallines à cette échelle "mésométrique", c'est-à-dire, à l’échelle de quelques granules (50-500 nm), est une clé pour construire des scénarios réalistes de biominéralisation. C’est également une difficulté majeure pour la microscopie, puisqu’aucune des approches expérimentales actuellement utilisées (électroniques, X ou visibles) n’est capable d’y accéder.

Grâce à la nouvelle approche de microscopie X en synchrotron, la ptychographie de Bragg, développée en 2011 par l’Institut Fresnel, il a été possible de révéler les détails tridimensionnels de l'organisation méso-cristalline des prismes de calcite, les unités minérales constituant l’extérieur de la coquille de l’huître perlière. Bien que ces prismes soient habituellement décrits comme des mono-cristaux "parfaits", il a été possible de mettre en évidence l'existence de grands domaines cristallins d’iso-orientations et d’iso-déformations, légèrement différents les uns des autres. Ces résultats entièrement originaux plaident en faveur de chemins de cristallisation non classiques, comme la fusion partielle d’un ensemble de nanoparticules primaires ou l’existence de précurseurs de type liquides.

Ce résultat a été obtenu dans cadre d’un programme de recherche à 4 ans financé par l’ANR (ANR-11-BS20-0005). Il constitue le point de départ d’un projet ERC Consolidator (#724881), qui a pour objectif d’établir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire des biominéraux synthétiques à la demande.

Auteur: Internet

Info: Réf :  F. Mastropietro, P. Godard, M. Burghammer, C. Chevallard, J. Daillant, J. Duboisset, M. Allain, P. Guenoun, J. Nouet, V. Chamard, Revealing crystalline domains in a mollusc shell “single-crystalline” prism, Nature Materials (2017). Communiqué CNRS/INSIS : "Une nouvelle microscopie éclaire la formation des biominéraux", 1er sept 2017

[ évolution ] [ niveaux intermédiaires ] [ méta-moteur ]

microbiote

Le plus grand écosystème microbien du monde découvert sous la croûte terrestre
Des millions d’espèces microbiennes ont été découvertes par un conglomérat de 1 200 scientifiques, composé de géologues, de chimistes, de physiciens et de microbiologistes originaires de 52 pays. Leurs travaux ont été publiés lundi 10 décembre à l’occasion du sommet américain de géophysique à Washington. Pendant 10 ans, ils ont réalisé des centaines de forages, parfois à 5 kilomètres de profondeur sous la croûte terrestre et sous la mer. Ils y ont découvert un monde insoupçonné qui comprend des membres des trois domaines biologiques : les bactéries, les archées et les eucaryotes. Cette découverte vient questionner nos certitudes sur la formation de la vie sur Terre et ailleurs.

Une population aussi diversifiée que celle d'Amazonie
Nous sommes près de 7 milliards d’êtres humains mais nous ne représentons qu’une toute petite partie de la vie sur Terre. L’écosystème découvert par les scientifiques atteint un volume de près de deux fois celui de nos océans et un poids équivalent à une vingtaine de milliards de tonnes, soit beaucoup plus que le poids total de l’humanité. Sa diversité est comparable à celle de l’Amazonie. Ces millions de microbes "vivent partout dans les sédiments" explique Fumio Inagaki de l'agence japonaise pour les sciences marines et de la terre. "Ce sont de nouvelles branches dans l'arbre de la vie qui existent sur Terre depuis des milliards d'années, sans qu’on ne les ait jamais remarquées" ajoute Karen Lloyd de l'université du Tennessee. Une grande partie de la vie se trouverait donc à l'intérieur de la Terre plutôt qu'à sa surface et ces microbes "souterrains" représentent, selon les scientifiques, 70 % de la totalité de ces populations.

Un monde à part
Une telle découverte est souvent accompagnée de son lot d’énigmes et cette biosphère remet en cause de nombreuses certitudes que nous avons sur la vie. Ces microbes sont en effet très différents de leurs cousins vivant en surface. Ils vivent dans des milieux extrêmes très sombres et très chauds. "Leur source d'énergie n'est pas le Soleil et la photosynthèse. Ici, ce qui fait démarrer leurs communautés, c'est la chimiosynthèse. Ils tirent leur énergie des roches qui s'altèrent" explique Bénédicte Menez, responsable de l'équipe géomicrobiologie à l'Institut de Physique du Globe de Paris.

Leur rapport au temps est également différent. Alors qu’à la surface, nous dépendons de cycles relativement rapides, réglés sur le Soleil et sur la Lune, ces organismes souterrains font partie de cycles lents à l'échelles des temps géologiques, et ne dépendent pas de notre étoile. Certaines espèces vivent en effet depuis des milliers d’années et sont à peine en mouvement, excepté en cas de déplacement des plaques tectoniques ou d’éruptions. Les scientifiques ne comprennent pas leur mécanisme de survie à long terme : "Ils sont là et attendent…" conclut un scientifique.

La découverte de cette biosphère pose la question même de l'origine de la vie sur Terre : la vie a-t-elle commencé dans les profondeurs de la Terre pour ensuite migrer vers le Soleil, ou a-t-elle commencé à la surface pour ensuite migrer vers le bas ? Et comment ces microbes survivent-ils au manque de nutriments et aux conditions extrêmes ? Pour Robert Hazen, minéralogiste à la Carnegie Institution for Science, si "la vie sur Terre peut être si différente de ce à quoi nous sommes habitués, quelle étrangeté pourrait nous attendre en cherchant la vie dans d'autres mondes ?"

Auteur: Internet

Info: https://www.nationalgeographic.fr, trad Arnaud Sacleux , nov 2019

[ énigme ]

ADN

Le génome humain: un orchestre complexe
Une équipe de généticiens suisses de l'Université de Genève (UNIGE), de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et de l'Université de Lausanne (UNIL) a découvert que les variations génétiques sont en mesure d'affecter l'état du génome à de nombreux endroits, apparemment séparés, et de moduler par conséquent l'activité des gènes, à la manière d'un chef d'orchestre coordonnant les instrumentistes pour qu'ils jouent en harmonie. Ces résultats inattendus, publiés dans Cell, révèlent le caractère polyvalent de la régulation du génome et offrent de nouvelles perspectives sur la façon dont il est orchestré.
La chromatine est un ensemble de protéines et d'ADN qui emballe le génome dans une cellule. Elle arrange l'ADN de telle sorte qu'il puisse être "lu" par un groupe de protéines appelé facteurs de transcription, qui active ou réprime l'expression des gènes. La séquence d'ADN varie toutefois d'un individu à l'autre, entraînant ainsi une variation moléculaire entre les états de la chromatine des individus. Cela finit par causer des variations dans la manière dont les humains répondent à l'environnement. Comprendre les processus génétiques et moléculaires régissant la variabilité de la chromatine est l'un des défis les plus importants dans le domaine des sciences de la vie qui permettrait de découvrir comment les variations génétiques prédisposent les individus à certaines maladies comme le cancer, le diabète ou les maladies auto-immunes.
L'étude publiée dans Cell montre comment les variations génétiques ont affecté trois couches moléculaires dans les lignées cellulaires immunes chez 47 individus dont les génomes ont été entièrement séquencés: au niveau des interactions entre l'ADN et les facteurs de transcription, des états de la chromatine et de l'expression des gènes. "Nous avons observé que les variations génétiques à un endroit précis du génome impactent plusieurs éléments régulateurs, pourtant séparés, en même temps. Cette coordination surprenante peut être comparée à un chef d'orchestre (ici le variant génétique) qui coordonne tous les instrumentistes (ici les facteurs de transcription et les modifications de la chromatine) pour changer le volume (ici l'expression des gènes) de la musique," explique le professeur Bart Deplancke de l'EPFL. Contrairement au modèle traditionnel qui suppose que l'impact des éléments régulateurs sur l'expression des gènes se fait de façon quasiment indépendante, les chercheurs suisses ont identifié un comportement bien plus harmonieux et synergique.
Les généticiens suisses montrent que le génome n'est pas juste un ensemble linéaire d'éléments qui interagissent par paires ; il s'organise de manière complexe et en réseaux. Si un élément n'agit pas correctement, c'est l'ensemble du système qui sera perturbé. "Nous avons découvert les règles biologiques de base sur le fonctionnement du génome et la manière dont les séquences régulatrices agissent ensemble pour impacter l'expression d'un gène," résume le professeur Alexandre Reymond de l'UNIL.
Si la route vers de potentielles applications médicales est encore longue, les principes mécaniques que les chercheurs viennent de découvrir mettent en lumière les aspects fondamentaux de la biologie du génome. "Il est encore trop tôt pour déterminer si nous serons un jour en mesure de moduler l'expression des gènes de manière ciblée, mais cette étude révèle un niveau de complexité de la fonction du génome qui n'avait pas été anticipé", conclut le professeur Emmanouil Dermitzakis de l'UNIGE. "Appliquer notre découverte à la médecine signifierait identifier un seul chef d'orchestre et définir son rôle parmi tous les autres chefs d'orchestre pour chaque ensemble musical - plutôt que simplement lister tous les artistes jouant dans notre orchestre de génomes."

Auteur: Internet

Info: 21 aout 2015

[ pilotage ] [ guidage ] [ lamanage ] [ gouvernance ] [ méta-moteur ]

médecine

Des cancers peuvent être induits par des modifications épigénétiques, sans mutations de l’ADN 

Des chercheurs français ont montré chez des drosophiles que des facteurs épigénétiques peuvent provoquer des cancers, sans mutation de l’ADN. Leurs travaux sont publiés dans la revue Nature.

L’épigénétique est l’étude des mécanismes qui permettent à une même séquence d’ADN d’avoir une expression génique différente et de transmettre ces états fonctionnels différentiels aux cellules filles.

" Dans notre laboratoire, nous étudions comment des facteurs épigénétiques interagissent dans le développement et comment ils contribuent à maintenir un organisme en bonne santé ", indique Giacomo Cavalli, directeur de recherche au CNRS, à l’institut de génétique humaine de Montpellier.

Son équipe s’est notamment penchée sur l’étude de cancers chez la drosophile, un modèle animal qui détient la plupart des gènes importants chez l’humain.

Depuis plus de 30 ans, la théorie communément admise suppose que les cancers sont dus à des mutations de l’ADN. Mais ces 15 dernières années, les chercheurs se sont rendus compte qu’il était parfois difficile voire impossible de trouver des mutations à qui la cause du cancer pouvait être attribuée, en particulier pour les métastases. Ils se sont donc intéressés à d’autres causes, notamment aux mutations épigénétiques.

Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus

Pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer

" Nous nous sommes demandés si, en l’absence de mutation de l’ADN, il n’y aurait jamais de tumeurs. Chez l’insecte, nous pouvons induire des mutations et réduire ou augmenter les niveaux d’expression d’un facteur souhaité. Nous l’avons fait avec des protéines connues pour jouer un rôle de suppresseur de tumeurs, comme les protéines appelées " Polycomb ", détaille le chercheur.

Son équipe a réduit pendant 24 heures les niveaux d’expression de ces facteurs à un stade donné de développement et dans un tissu donné, le tissu précurseur de l’œil. " Lorsqu’on retire ces facteurs, même pendant un temps court, on constate déjà que des gènes sont déréglés. Ce sont les mêmes qui sont déréglés dans les tumeurs. Nous avons alors regardé ce qui se passait si on établissait à nouveau les niveaux normaux de protéines Polycomb dans les cellules : beaucoup de gènes déréglés sont revenus à leur état normal, mais une partie est restée surexprimée de manière irréversible, même si les protéines répressives étaient revenues ", développe-t-il.

Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers

Perspectives de traitements

En étudiant de plus près les raisons de ce phénomène, les chercheurs ont observé que ces gènes mettaient en place un circuit d’activation qui s’auto-maintenait. " Des facteurs de transcription s’activent, activent la transcription des gènes et cela crée une sorte de spirale qui ne s’arrête plus ", commente Giacomo Cavalli.

"Nous avons ainsi montré qu’il n’y avait pas besoin de mutation de l’ADN pour induire un cancer ".

Les scientifiques vont désormais poursuivre leurs recherches en menant des expériences similaires avec des cellules de rongeurs ou humaines en culture et en continuant les études chez l’insecte pour observer la naissance de ces cancers épigénétiques.

* Nous pouvons mener des études très fines, en isolant de toutes petites quantités de cellules qui commencent à proliférer. On peut ensuite étudier les gènes qui se surexpriment pour mettre en lumière toute la chaîne des mécanismes moléculaires qui est déréglée. Cela ouvre des perspectives de traitements, si on peut inhiber les facteurs qu’on aura identifiés comme la cause de ces cancers ", espère-t-il.

Auteur: Internet

Info: https://francais.medscape.com/ - Anne-Gaëlle Moulun, 2 mai 2024

[ cause-effet ] [ amorçage ] [ début ] [ déclic ] [ épithéliome ]

exobiologie

Une nouvelle étude suggère que la vie extraterrestre pourrait ne pas être basée sur le carbone

L’étude de l’autocatalyse* permet de mieux cerner la potentialité de la vie au-delà des formes carbonées que nous connaissons. De récentes recherches mettent en lumière l’existence de cycles autocatalytiques inorganiques, suggérant la possibilité de formes de vie dans des environnements abiotiques. Ces avancées élargissent le champ des possibles en astrobiologie, incitant à repenser les critères de la vie dans notre quête extraterrestre.

Aux vues de la multitude d’études, la quête visant à comprendre les origines de la vie et son existence potentielle au-delà de notre planète est un enjeu central de la recherche scientifique contemporaine. Ce sujet, loin d’être un simple exercice de spéculation, interroge nos connaissances fondamentales en biologie, chimie et astrobiologie.

Dans ce contexte, l’étude de l’autocatalyse, mécanisme réactionnel où le produit final agit comme catalyseur, offre un nouveau regard sur les mécanismes qui pourraient permettre l’émergence de la vie dans des environnements inorganiques et abiotiques. Les recherches récentes menées par des scientifiques de l’Université du Wisconsin-Madison explorent cette possibilité, élargissant ainsi le spectre de recherche en envisageant des formes de vie extraterrestres non basées sur le carbone. Les résultats sont publiés dans la revue Journal of the American Chemical Society.

Diversité chimique et origine de la vie

Betül Kaçar, astrobiologiste soutenu par la NASA, professeur de bactériologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude, explique dans un communiqué : " L’origine de la vie est un processus ne partant de rien. Mais il ne peut pas se produire qu’une seule fois. La vie se résume à la chimie et aux conditions qui peuvent générer un schéma de réactions auto-reproductibles ".

Les réactions chimiques qui produisent des molécules encourageant la même réaction à se reproduire encore et encore sont appelées réactions autocatalytiques. Zhen Peng, chercheur postdoctoral au laboratoire Kaçar, et ses collaborateurs, ont compilé 270 combinaisons de molécules — impliquant des atomes de tous les groupes et séries du tableau périodique — avec le potentiel d’autocatalyse soutenue.

(Photo : Schéma explicatif des réactions autocatalytiques. )

Ces cycles sont particulièrement remarquables car ils ne dépendent pas de molécules organiques, contrairement aux formes de vie connues sur Terre, qui sont principalement basées sur le carbone. Kaçar souligne : " On pensait que ce genre de réactions était très rare. Nous montrons que c’est en réalité loin d’être rare. Il suffit de chercher au bon endroit ".

Les chercheurs ont concentré leurs recherches sur ce que l’on appelle les réactions de proportionnalité. Dans ces réactions, deux composés comprenant le même élément avec un nombre différent d’électrons (ou états réactifs) se combinent pour créer un nouveau composé dans lequel l’élément se trouve au milieu des états réactifs de départ.

Pour être autocatalytique, le résultat de la réaction doit également fournir des matières premières pour que la réaction se reproduise, de sorte que le résultat devient un nouvel intrant, explique Zach Adam, co-auteur de l’étude. Les réactions de proportionnalité aboutissent à des copies multiples de certaines des molécules impliquées, fournissant ainsi des matériaux pour les prochaines étapes de l’autocatalyse. " Chaque fois qu’un cycle est effectué, au moins une sortie supplémentaire est produite, ce qui accélère la réaction et la rend encore plus rapide ", ajoute Adam.

Implications pour la recherche de signes de vie

La mise en évidence de cycles autocatalytiques inorganiques a jeté une lumière nouvelle sur les possibilités d’existence de la vie dans l’Univers. Cette avancée suggère que la vie, sous des formes inconnues et inorganiques, pourrait être présente dans une multitude d’environnements extraterrestres, y compris ceux qui sont radicalement différents de la Terre et qui, jusqu’à présent, étaient considérés comme inhospitaliers. 

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Laurie Henry·29 septembre 2023 - * réaction autocatalytique est une réaction chimique dont le catalyseur figure parmi les produits de la réaction.

[ astrobiologie ]