Un chewing-gum raconte l’histoire de celle qui l’a mâchouillé il y a 5.700 ans

À partir d’écorce de bouleau chauffée, on peut faire de la gomme à mâcher, qui peut servir aussi pour coller des objets ou encore soigner un mal de dent. La gomme à mâcher qui nous intéresse, a été mâché il y a plus de 5 milles ans, et elle a garder après tout ce temps un génome humain au complet qui était ce cas-ci une femme. Ils savent ce qu’elle a mangé, et les scientifiques ont même pu distingués des agents pathogènes.
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Un chewing-gum raconte l’histoire de celle qui l’a mâchouillé il y a 5.700 ans

Nathalie Mayer
Journaliste

Lorsque vous mâchouillez un chewing-gum, vous y laissez un peu de votre salive. Et c’est aujourd’hui un « chewing-gum » vieux de 5.700 ans que des chercheurs ont analysé. Leurs travaux révèlent non seulement les origines de sa mâchouilleuse, mais aussi la couleur de ses yeux, les germes que sa bouche hébergeait et la composition de ses repas.

Il a été découvert lors de fouilles archéologiques effectuées par le Museum Lolland-Falster à Syltholm dans le sud du Danemark. Un « chewing-gum » qui a depuis été étudié par des chercheurs de l’Université de Copenhague (Danemark). 

« Syltholm est vraiment un site unique. Presque tout est scellé dans la boue, du coup, la préservation des restes organiques est phénoménale », explique dans un communiqué un coauteur de l’étude, Theis Jensen, chercheur à l’université de Copenhague.

Un génome humain ancien et complet récupéré : une première !

« Pour la première fois, un génome humain ancien et complet a été récupéré sur autre chose que des os ou des dents », explique à l’AFP Hannes Schroeder, également de l’Université de Copenhague. Cette « source très précieuse d’ADN ancien », en particulier pour les périodes où les restes humains se font rares, n’est autre qu’une pâte, noirâtre, obtenue à partir d’écorce de bouleau chauffée, « plus courante qu’on ne le pense, car elle se conserve assez bien ».

Son atout : avoir, à la préhistoire, été couramment mâchée. En attestent des empreintes de dents souvent retrouvées sur le brai de bouleau.

Le brai de boulot retrouvé Syltholm dans le sud du Danemark. © Theis Jensen, Université de Copenhague

En étudiant l’ADN humain que le brai de bouleau contenait, les chercheurs ont pu établir que la personne qui l’avait mâché était une femme, probablement aux yeux bleus et dont la peau et les cheveux étaient foncés. Selon l’étude, la machouilleuse était génétiquement plus proche des chasseurs-cueilleurs d’Europe continentale que de ceux de Scandinavie centrale.

Des agents pathogènes, des noisettes et du canard

Par contre, les chercheurs avouent ne pas savoir exactement pourquoi, il y a 5.700 ans, cette femme a malaxé la pâte entre ses dents. Si parfois elle servait de colle — la mâcher permettait de la rendre malléable avant utilisation –, la pâte a aussi pu être utilisée pour soulager le mal de dents — car elle possède des vertus antiseptiques –, servir de brosse à dents, de coupe-faim ou simplement de chewing-gum.

Une reconstruction artistique du portrait de la femme qui a mâchouillé, il y a 5.700 ans, un « chewing-gum » découvert au Danemark. Les chercheurs l’ont surnommée Lola. © Tom Björklund, Université de Copenhague

Les chercheurs en ont également extrait de l’ADN de microbes oraux et de plusieurs agents pathogènes humains.

Principalement des espèces sans danger, « mais aussi certaines qui sont potentiellement très pathogènes comme le Streptococcus pneumoniae qui est la principale cause de pneumonie. Nous avons également récupéré l’ADN du virus Epstein-Barr responsable de la mononucléose infectieuse ».

« Cela peut nous aider à comprendre comment les agents pathogènes ont évolué et se sont propagés au fil du temps et ce qui les rend particulièrement virulents dans un environnement donné », explique Hannes Schroeder. La « gomme à mâcher » contenait également de l’ADN d’espèces végétales et animales comme celle de la noisette ou du canard laissant supposer qu’ils avaient été mangés peu de temps avant le mâchouillage.

CE QU’IL FAUT RETENIR

• Des chercheurs ont analysé une pâte noirâtre vieille de 5.700 ans, sorte de « chewing-gum » obtenu à partir d’écorce de bouleau chauffée.
  

• Ils en ont tiré de précieuses informations relatives à la femme qui l’a mâchouillé.
  

• Et à son mode de vie.

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Le seul perroquet natif des Etats-Unis aurait disparu à cause de l’homme

Aux États-Unis, vivait jusqu’au début du XXe siècle la conure de Caroline, le seul perroquet présent en Amérique du Nord. Chose que j’ai maintenant comprise comme l’ADN pouvait donner des informations sur le temps qu’une espèce a disparu : la consanguinité. Cependant pour notre oiseau en question, sa disparition fut brutale et comme de raison, c’est l’homme qui est coupable. Ils ont commencé à le chassé, le rechercher pour faire de beaux chapeaux à plumes, par des collectionneurs bref, comme d’habitude l’espèce a payer le prix cher.
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Le seul perroquet natif des Etats-Unis aurait disparu à cause de l’homme

Un spécimen naturalisé de conure de Caroline ou Conuropsis carolinensis;© Marc Durà

Par Emeline Férard

Des chercheurs ont étudié le génome du conure de Caroline, une espèce de perroquet originaire des Etats-Unis dont les derniers spécimens connus se sont éteints au début du XXe siècle. Leurs résultats suggèrent que les activités humaines seraient la principale cause de leur disparition.

D’immenses nuées de centaines de perroquets multicolores virevoltant dans les airs comme un tourbillon. Il fut un temps, ce spectacle était observation courante aux Etats-Unis. Jusqu’à ce que les oiseaux en question ne se fassent de plus en plus rares jusqu’à disparaître de la surface de notre planète. Une extinction d’autant plus dramatique que l’espèce était unique en son genre.

Reconnaissable à son plumage vert, sa tête jaune et sa face orange. la conure de Caroline ou conure à tête jaune (Conuropsis carolinensis) était en effet le seul perroquet originaire et vivant en Amérique du Nord. Son habitat s’étendait de la Nouvelle-Angleterre au nord jusqu’à la Floride au sud et le Colorado à l’ouest où il évoluait dans les plaines boisées à proximité de points d’eau.

Les estimations restent imprécises quant à la taille de sa population passée. Les calculs évoquent entre des centaines de milliers et quelques millions de conures aux Etats-Unis. Dès le milieu du XIXe siècle, cette population avait toutefois drastiquement chuté. Le dernier spécimen sauvage connu aurait disparu en 1904 en Floride. Le dernier spécimen captif est mort lui en février 1918 au zoo de Cincinnati.

Les conures de Caroline étaient autrefois des oiseaux communs dans une grande partie des Etats-Unis. – John James Audubon

Cette triste histoire a fait de la conure de Caroline un oiseau iconique en Amérique du Nord. Toutefois, de nombreuses interrogations demeurent, notamment sur l’extinction de l’espèce. Fragmentation de son habitat, chasse, catastrophes naturelles, maladies ou encore compétition avec d’autres espèces, plusieurs théories sont avancées pour expliquer le phénomène.

Aujourd’hui, une étude publiée dans la revue Current Biology semble lever le voile sur le mystère. Elle indique que les humains seraient les principaux responsables de la disparition de C. carolinensis qui se serait produite de façon rapide. C’est du moins ce que suggère l’ADN de l’espèce.

Reconstituer un ADN disparu

Pour la première fois, une équipe internationale de chercheurs s’est en effet attelé à reconstruire le génome complet du perroquet. Ils ont utilisé pour cela un os de tibia et des morceaux de pied d’un spécimen naturalisé préservé dans une collection privée espagnole et dont la capture remonterait au début du XXe siècle. L’ADN s’est toutefois révélé trop fragmenté pour être suffisant.

Afin de pouvoir poursuivre leurs travaux, les scientifiques ont ainsi dû séquencer le génome d’un proche parent de l’espèce, la Conure soleil (Aratinga solstitialis) originaire d’Amérique du Sud.

« C’est un cas classique dans [l’étude] d’ADN ancien », a expliqué Carles Lalueza Fox, biologiste de l’université espagnole Pompeu Fabra et co-auteur de l’étude au National Geographic.

« Vous avez [souvent] besoin du génome d’un proche parent en guise de référence pour cartographier l’ancien [génome] », a-t-il poursuivi, citant l’exemple de l’utilisation d’ADN d’éléphant asiatique pour étudier celui du mammouth.

En comparant les génomes des conures avec d’autres, les chercheurs ont constaté que les deux avaient divergé il y a quelque trois millions d’années.

Déclin brutal

Une fois reconstitué, l’ADN de C. carolinensis a livré de précieuses informations, en particulier sur la population de l’espèce avant sa disparition. Par le passé, les scientifiques ont en effet observé que lorsque des espèces menacées déclinaient sur une longue période, ceci se manifestait dans leur génome par des signes clairement identifiables tels que la consanguinité.

Si la conure soleil classée en danger d’extinction a bel et bien montré de tels signes, cela n’a pas été le cas de la conure à tête jaune.

Selon les auteurs de l’étude, la population de cette dernière n’aurait donc pas connu de lent déclin mais plutôt « un brusque processus d’extinction qui n’a laissé aucune trace dans son génome », a commenté Carles Lalueza Fox.

Les analyses de l’ADN de l’oiseau n’ont pas non plus révélé de traces de l’une des maladies incriminées dans sa disparition. Bien que l’étude ne porte que sur un seul spécimen, ceci suggère qu’elle n’aurait pas représenté une cause majeure de déclin. Autant de résultats qui semblent pointer du doigt un coupable en particulier : l’homme.

Chassé jusqu’à l’extinction ?

« La disparition soudaine de la conure de Caroline semble être directement imputable aux pressions humaines », écrivent les auteurs dans leur rapport.

Une conclusion qui ne surprend pas tant ces pressions étaient importantes. Les perroquets formaient en effet des nuées spectaculaires mais aussi bruyantes et invasives qui n’hésitaient pas à aller piller les cultures pour se nourrir.

A l’époque, de nombreux fermiers considéraient ainsi les oiseaux comme nuisibles et n’hésitaient pas à les abattre en prévention ou en répression des dégâts causés à leurs champs. Les conures ayant tendance à se rassembler autour de leurs congénères morts ou mourants, ceci pouvait conduire à un massacre à grand échelle.

La mode des chapeaux à plumes et des oiseaux captifs auraient également constitué des arguments majeurs pour la capture de spécimens sauvages, affectant encore davantage la population.

« L’extinction finale de l’oiseau a probablement été accélérée par les collectionneurs et les trappeurs quand il est devenu évident que celui-ci était devenu extrêmement rare », ajoutent Carles Lalueza Fox et ses collègues.

De plus en plus rares, les conures étaient devenus des oiseaux prisés des collectionneurs au début du XXe siècle. – Paul Bartsch

Si l’étude semble apporter un nouvel éclairage sur l’histoire du perroquet, celle-ci est loin d’être complète. D’autres recherches pré-publiées sur BioRxiv laissent ainsi penser qu’ils auraient pu exister deux sous-espèces de conure et que l’une d’elles aurait survécu jusque dans les années 1940. Quelques décennies de répit pour l’oiseau coloré disparu depuis. Pour toujours ? Peut-être pas.

Le C. carolinensis figure en effet parmi les candidats à la dé-extinction, un ambitieux projet porté par certains chercheurs qui pensent pouvoir un jour être capables de ressusciter des espèces éteintes. On en est encore loin et l’étude menée sur le génome du perroquet indique qu’une telle entreprise impliquera « de grosse difficultés« , a estimé Carles Lalueza Fox dans un communiqué.

Pour les espèces encore en vie, en revanche, ces travaux pourraient s’avérer utiles dans la prévention de futures extinctions et la mise en place d’efforts de conservation.

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La baleine boréale, mammifère à la plus grande longévité, pourrait vivre jusqu’à 268 ans

La plus vieille baleine boréale connu a 211 ans, cependant, les scientifiques pensent avoir trouvé le moyen de connaitre la durée de vie d’un animal, même d’un être humain grâce à l’ADN. Donc la baleine pourrait vivre en principe environ 268 ans. En plus de prédire la longévité des animaux d’aujourd’hui, ils peuvent aussi découvrir la longévité des animaux du passé.
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La baleine boréale, mammifère à la plus grande longévité, pourrait vivre jusqu’à 268 ans

La baleine boréale est connue pour vivre plus de 200 ans.© Yuri Smityuk\TASS via Getty Images

Par Emeline Férard

Des chercheurs affirment avoir découvert un moyen de déterminer la durée de vie d’une espèce à partir de son ADN. Avec cette méthode, ils ont calculé que la baleine boréale qui détient le record de longévité chez les mammifères pourrait vivre bien plus longtemps qu’on ne pensait.

Quel animal décroche le titre de la plus grande longévité au monde ? La question est moins aisée qu’il n’y parait et pour cause. Pour y répondre, il faut non seulement dénicher des spécimens à l’âge record mais aussi être capable de déterminer ce dernier avec précision. Pas facile quand la durée de vie des animaux en question atteint quelques centaines d’années…

Aujourd’hui, des chercheurs australiens pensent avoir trouvé une nouvelle méthode pour déterminer la longévité des espèces. Le secret ? L’ADN. Selon leur étude publiée dans la revue Scientific Reports, cette nouvelle technique leur a permis de calculer l’âge maximal de plusieurs animaux. Et de découvrir que certains atteindraient une limite bien plus élevée qu’estimée jusqu’ici.

Parmi eux, la baleine boréale (Balaena mysticetus). Ce cétacé qui évolue dans les eaux arctiques et sub-arctiques détient le record du mammifère à la plus grande longévité. Jusqu’ici, l’âge du plus vieux spécimen connu était estimé à 211 ans. En étudiant son génome, les scientifiques sont toutefois arrivés à une longévité bien supérieure, 268 ans.

L’ADN, miroir de la longévité

L’âge qu’une espèce est capable d’atteindre n’est pas le fruit du hasard. Il est étroitement lié au déclin des fonctions biologiques qui est lui-même dicté en grande partie par notre génome. De précédentes recherches ont ainsi montré que la longévité était influencée par certains gènes mais aussi par certaines modifications intervenant au niveau de notre ADN.

Ces phénomènes ont pour effet de changer l’expression des gènes concernés et, par là-même, de jouer un rôle crucial dans l’âge et le vieillissement d’un organisme. C’est ainsi avec l’une de ces modifications appelées méthylation de l’ADN que les scientifiques du CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) ont travaillé.

Ils ont étudié les génomes de 252 vertébrés et ont comparé ces données à une base répertoriant des longévités animales connues.

« En utilisant ceci, nous avons constaté que nous pouvions estimer la longévité des espèces en nous intéressant aux endroits où la méthylation de l’ADN se produisait sur 42 gènes particuliers », explique sur le site The Conversation, Benjamin Maine, biologiste qui a dirigé les recherches.

268 ans pour une baleine, 120 ans pour une tortue

En affinant leurs observations, les scientifiques seraient ainsi parvenus à mettre au point une méthode permettant de calculer la durée de vie d’une espèce à partir de son ADN et de sa méthylation.

« Jusqu’ici, il était difficile d’estimer l’âge maximal de la plupart des animaux sauvages, en particulier des espèces de mammifères marins et des poissons qui vivent longtemps », poursuit le spécialiste dans un communiqué.

Désormais, « si le génome d’une espèce est connu, nous pouvons estimer sa longévité« , se réjouit-il.

C’est à l’aide de cette technique qu’ils ont abouti à un âge maximal 57 ans supérieur pour la baleine boréale. De la même façon, ils ont calculé la durée de vie des tortues de l’île Pinta aux Galapagos à 120 ans. Soit un peu plus que le célèbre spécimen Lonesome George décédé à 112 ans en 2012.

Les chercheurs n’ont toutefois pas travaillé que sur des espèces actuellement en vie. Ils ont également déterminé que le mammouth laineux et le pigeon voyageur, tous deux éteints aujourd’hui, pouvaient sans doute vivre jusqu’à 60 et 28 ans respectivement. Enfin, l’équipe s’est intéressée à notre propre espèce et à certains membres éteints des Hominidés, l’homme de Denisova et Néandertal.

D’après les estimations, les trois ont montré une longévité similaire : 38 ans pour notre espèce et 37,8 pour les deux autres. Bien que cette proximité puisse surprendre, elle rejoint de précédentes recherches anthropologiques menées sur ces ancêtres. A titre de comparaison, l’un de nos plus propres parents, le chimpanzé afficherait lui un âge maximal de 39,7 ans.

« La durée de vie maximale des humains est un sujet controversé », reconnaissent les chercheurs dans leur rapport.

Si l’espérance de vie moyenne de notre espèce a plus que doublé au cours des 200 dernières années – elle est de 79 ans aujourd’hui -, ce serait ainsi essentiellement grâce aux progrès de la médecine et à nos changements de mode de vie.

Bien que la méthode présente certaines limites, relèvent les auteurs, elle pourrait ouvrir de nombreuses pistes pour étudier le phénomène du vieillissement. De même que pour en apprendre plus sur la biologie des espèces actuelles et éteintes ou mettre en place des mesures écologiques ou de conservation.

A ce jour, c’est le requin du Groenland qui détient le record de la plus grande longévité chez les vertébrés, avec des spécimens estimés à près de 400 ans.

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Ces scien­ti­fiques ont créé les premiers lézards mutants géné­tique­ment modi­fiés

Toute acte scientifique comportent des risques. Jouer avec l’ADN avant la naissance pour corriger des gènes défectueux serait une bonne chose, mais quelles seront les conséquences à long termes. Pour le moment, ils peuvent modifiés les gènes sur des animaux, poissons et amphibiens. Maintenant, ils ont réussit chez des reptiles. Ils ont pu non pas corriger mais changer un défaut dans un gène sur des oeufs non fertilisés pour rendre les futurs lézards albinos.

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Ces scien­ti­fiques ont créé les premiers lézards mutants géné­tique­ment modi­fiés

Crédits : Doug Menke

par  Mathilda Caron

Aux États-Unis, des cher­cheurs de l’uni­ver­sité de Géor­gie ont créé les premiers reptiles géné­tique­ment modi­fiés : des lézards albi­nos.

Ils les ont présen­tés dans une étude publiée le 27 août par la revue scien­ti­fique améri­caine Cell Reports. Le quoti­dien britan­nique The Inde­pendent s’en est fait l’écho le même jour.

Ces petits animaux, grands comme un doigt, ont vu le jour grâce à l’ou­til de modi­fi­ca­tion du génome Crispr. Jusqu’à présent, on pensait que cette paire de ciseaux micro­sco­piques ne pouvait pas être utili­sée sur les reptiles, étant donné qu’ils ferti­lisent leurs œufs de façon impré­vi­sible.

Mais ici, les scien­ti­fiques ont modi­fié les gènes d’œufs encore non ferti­li­sés situés dans les ovaires d’une femelle. Et ça a marché : la moitié des lézards présen­taient l’ADN trans­formé.

« Nous avons dû attendre trois mois pour que les lézards naissent », raconte Doug Menke, un des auteurs de l’étude.

Cette méthode est de plus en plus utili­sée pour modi­fier l’ADN de mammi­fères, de pois­sons ou d’am­phi­biens, mais c’est la première fois qu’elle est employée sur des reptiles. Menke et son équipe assurent qu’elle est effi­cace à 80 %.

Sources : The Inde­pendent/Cell Reports

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Ce chiot mort gelé il y a 14 300 ans en Russie a un génome parfai­te­ment conservé

Un chiot vieux de plus de 14 000 trouvé dans le permafrost en Russie semble vouloir étonner les scientifiques. Généralement, quand il est possible on trouve juste de l’ADN, car ARN est moins résistant que ce dernier. Les scientifiques ont pourtant réussit à prélever l’ARN de cet animal, alors que le plus vieux ARN de référence n’a qu’un 1000 ans.
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Ce chiot mort gelé il y a 14 300 ans en Russie a un génome parfai­te­ment conservé

Crédits : Ivan Tish­chenko/Sibe­rian Times

par  Mathilda Caron

Près de 14 300 ans après sa mort, un chiot a parlé. Au cours d’une étude décrite par la revue scien­ti­fique Public Library of Science le mois dernier, des scien­ti­fiques sont parve­nus à analy­ser l’acide ribo­nu­cléique (ARN) de l’ani­mal. Il avait été retrouvé congelé en 2015 à Tumat, dans le nord-est de la Russie, précise le Sibe­rian Times le 23 août 2019.

Moins résis­tant que l’ADN, qui renseigne sur la nature des gènes, l’ARN est une molé­cule qui permet de savoir quels gènes fonc­tionnent et lesquels sont silen­cieux. L’échan­tillon prélevé sur le foie, le carti­lage et les tissus muscu­laires de la bête est le plus vieux jamais récolté. L’an­cien ARN de réfé­rence avait envi­ron 13 000 ans de moins.

Cette décou­verte ouvre d’in­croyables pers­pec­tives.

« Les cher­cheurs ont jusqu’à présent hésité à séquen­cer de l’ARN ancien car il est géné­ra­le­ment moins stable que l’ADN », indique le cher­cheur Oliver Smith. « Mais vu nos récents succès dans le séquençage de l’ARN de plantes anciennes, nous pensons que ce spéci­men bien préservé d’ani­mal, gelé dans le perma­frost, pour­rait rece­ler ce qu’il faut pour un séquençage. »

Pareil procédé devrait permettre de mieux comprendre le fonc­tion­ne­ment de virus contem­po­rains, dont le génome est consti­tué d’ARN. Il rensei­gne­rait aussi sans doute sur les éléments qui influencent l’évo­lu­tion.

Source : The Sibe­rian Times

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Le plus vieux hacker du monde serait une plante parasite

Il y a des millions d’années une plante, le cuscute on perdu leurs gènes pour la photosynthèse et n’ayant plus d’énergie pour vivre, elle se sont tourner, il y a 34 millions d’années aux vols de donnés des autres plantes. En parasitant une plante elle prend les nutriments et d’autres éléments comme l’ADN pour l’intégrer à son génome. Les pirates informatiques n’ont donc rien inventé, la nature savait déjà comment faire, il y a des lustres.
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Le plus vieux hacker du monde serait une plante parasite

Les cuscutes volent l’information génétique de leurs victimes pour saboter leur systèmes de défense.

KACPER PEMPEL

Par Nicolas Gutierrez C.

Des plantes parasites volent de l’information génétique de leurs victimes pour mieux les attaquer, et ceci depuis plus de 30 millions d’années !

C’est la nuit, une ombre avance en direction de la banque centrale, ouvre une fenêtre et y entre sans que l’alarme se déclenche. Elle sort sans être vue, portant les lingots d’or sur son dos. Quelques heures avant, elle s’était introduite  dans le système informatique de la banque, afin de désactiver son système d’alarme. Cette voleuse est Cuscuta campestris, de la famille des cuscutes, des plantesparasites qui volent les nutriments de leur hôtes après avoir désactivé leurs gènes de défense, et son mode de fonctionnement a été mis en évidence dans une étude publiée dans le journal scientifique Nature Plants en juillet 2019.

Le vol d’ADN comme bénéfice collatéral

« Les cuscutes sont des plantes parasites très répandues, elles s’attaquent à presque tout type de plante », décrit Claude de Pamphilis, spécialiste de l’évolution des plantes à l’Université de l’état de Pennsylvanie, aux États-Unis. Ces plantes à fleurs pâles s’accrochent à leurs victimes pour puiser les nutriments contenus dans leur système vasculaire (leurs artères, en quelque sorte). « Elles ont un contact très intime avec leurs hôtes, ce qui permet cet échange », poursuit le chercheur.

Mais en se connectant au système vasculaire des autres plantes, non seulement elles récupèrent des nutriments, mais aussi d’autres éléments qui circulent dans ces « artères », notamment de l’ADN (qui contient l’information génétique de la plante hôte).

De cet ADN, les cuscutes ont retenu une centaine de gènes venant de plusieurs espèces de plantes, qu’ils ont intégrés dans leur génome :

« Ces gènes ont été retenus par sélection naturelle, car ils apportent un avantage », lance Claude de Pamphilis.

Selon le chercheur, il s’agit de gènes fonctionnels, c’est-à-dire qu’ils s’expriment et codent pour des protéines :

« Ces gènes ont une longueur normale, ils génèrent de l’ARN messager (la molécule qui permet de passer du gène à la protéine, ndlr) et ils n’ont pas accumulé des mutations non-synonymes, c’est à dire des mutations qui changent les acides aminés qui composent la protéine, ce qui peut modifier sa fonction, explique le chercheur. Donc, la fonction de la protéine a été protégée, ce qui veut dire que cette fonction est importante. »

Cependant, l’étude protéomique, qui permettrait d’étudier les protéines codées par ces gènes, n’a pas encore été réalisée.

Les cuscutes s’accrochent à leurs victimes et se connectent à leurs systèmes vasculaires pour voler des nutriments et de l’eau. Crédit : Joel McNeal, Kennesaw State University

Des plantes qui n’ont pas toujours été parasites

“Certains de ces gènes leur servent à saboter le système immunitaire des plantes hôtes », précise Claude de Pamphilis.

En effet, parmi les gènes volés, certains produisent des molécules nommées petits ARN interférants (ou siRNA), qui reconnaissent des ARN messager (ou ARNm) et causent leur destruction, empêchant la production de la protéine codée par le gène en question. Dans le cas des cuscutes, ces gènes volés produisent des siRNA qui attaquent les ARNm des protéines nécessaires à la défense immunitaire de la plante hôte. Ainsi, les cuscutes désactivent le système de défense de leurs victimes grâce à l’information génétique qu’elles ont volée.

Et cela ferait plusieurs dizaines de millions d’années que les cuscutes volent des gènes à leurs victimes, 34 millions d’années pour être exacts, selon une étude précédente du même groupe, publiée dans le journal Plos One en 2013. Il paraît qu’avant ces premiers vols, ces plantes n’étaient pas parasites, mais qu’à cause de ce premier délit elles sont devenues dépendantes de leurs victimes :

« Les cuscutes ont perdu certains gènes nécessaires à la photosynthèse et maintenant elles ne peuvent plus produire suffisamment d’énergie par elles-mêmes » révèle Claude de Pamphilis.

Du coup, elles ont besoin de voler pour survivre, et avec 34 millions d’années d’expérience, elles sont probablement devenues les plus grands hackers de l’histoire.

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Tchernobyl : pour quelles raisons les plantes ne sont-elles pas décimées par les radiations ?

La catastrophe nucléaire de Tchernobyl a été un désastre pour les habitants ainsi que les pays avoisinant. Les animaux n’ont pas échappé aux radiations non plus. Pour la végétation, ce fut une autre histoire. Les plantes ont su s’adapter et ramener la vie dans la zone d’exclusion qui est toujours dangereuse pour l’homme.
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Tchernobyl : pour quelles raisons les plantes ne sont-elles pas décimées par les radiations ?

| Kirill Voloshin

Thomas Boisson

En 1986, la fusion du cœur de la centrale nucléaire de Tchernobyl déclenche un accident radioactif de grande ampleur, entraînant une zone d’exclusion de plus de 2500 km². Si l’Homme a totalement déserté l’endroit, ce n’est pas le cas pour la faune et la flore, qui ont vite reconquis les forêts entourant la centrale. Les plantes les plus exposées et vulnérables aux radiations n’ont pas été décimées lors de la catastrophe ; en seulement trois ans, la végétation a recommencé à envahir les zones les plus irradiées.

Les humains ainsi que d’autres mammifères et oiseaux auraient été tués à maintes reprises par les radiations reçues par les plantes dans les zones les plus contaminées. Alors, pour quelles raisons ces plantes sont-elles si résistantes aux radiations et aux catastrophes nucléaires ?

Pour répondre à cette question, il faut d’abord comprendre comment les radiations des réacteurs nucléaires affectent les cellules vivantes. Les éléments radioactifs libérés par Tchernobyl sont instables car ils émettent en permanence des particules et des ondes de haute énergie, qui brisent des structures cellulaires ou produisent des substances chimiques réactives (radicaux libres) qui attaquent la machinerie cellulaire.

La plupart des parties de la cellule sont remplaçables si elles sont endommagées, mais l’ADN constitue une exception cruciale. À des doses de rayonnement plus élevées, l’ADN se brise irrémédiablement et les cellules meurent rapidement. Des doses plus faibles peuvent causer des dommages plus subtils, sous la forme de mutations qui altèrent le fonctionnement des cellules. Par exemple, elle devient cancéreuses, se multiplient de manière incontrôlable et se propagent à d’autres parties du corps.

Une structure végétale plus flexible que chez les animaux

Chez les animaux, cela est souvent fatal, car leurs cellules et leurs systèmes sont hautement spécialisés et inflexibles. Cependant, les plantes se développent de manière beaucoup plus flexible et organique. Parce qu’elles ne peuvent pas bouger, elles n’ont d’autre choix que de s’adapter aux circonstances dans lesquelles elles se trouvent. Plutôt que d’avoir une structure définie comme celle d’un animal, les plantes l’adaptent au fur et à mesure.

Qu’elles fassent pousser des racines plus profondes ou une tige plus haute, cela dépend de l’équilibre des signaux chimiques provenant d’autres parties de la plante, ainsi que de la lumière, de la température, de l’eau et des éléments nutritifs. De manière critique, contrairement aux cellules animales, presque toutes les cellules végétales sont capables de créer de nouvelles cellules, quel que soit le type dont la plante a besoin.

C’est pourquoi un jardinier peut faire pousser de nouvelles plantes à partir de boutures, avec des racines poussant à partir de ce qui était autrefois une tige ou une feuille. Tout cela signifie que les plantes peuvent remplacer les cellules ou tissus morts beaucoup plus facilement que les animaux, que les dommages soient dus à l’attaque d’un animal ou aux radiations.

Et tandis que les radiations et autres types de dommages à l’ADN peuvent provoquer des tumeurs chez les plantes, les cellules mutées ne peuvent généralement pas se propager d’une partie de la plante à une autre, comme le font les cancers chez les animaux, grâce aux parois rigides et interconnectées des cellules végétales. De telles tumeurs ne sont pas non plus mortelles dans la grande majorité des cas, car la plante peut trouver des moyens de contourner le tissu dysfonctionnel.

L’adaptation du génome végétal aux radiations

Il est intéressant de noter qu’en plus de cette résilience innée aux radiations, certaines plantes de la zone d’exclusion de Tchernobyl semblent utiliser des mécanismes supplémentaires pour protéger leur ADN, en modifiant leur composition chimique pour devenir plus résistantes aux dommages et en mettant en place des systèmes pour le réparer.

La vie est maintenant florissante autour de Tchernobyl. Les populations de nombreuses espèces de plantes et d’animaux sont en réalité plus grandes qu’avant la catastrophe. Cet écosystème, qui est aujourd’hui l’une des plus grandes réserves naturelles d’Europe, soutient plus de vies qu’avant, même si chaque cycle de cette vie dure un peu moins longtemps.

Cette vidéo en haute définition prise par un drone montre la reconquête de la ville abandonnée de Pripyat (zone d’exclusion) par la végétation :

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Bébés OGM chinois : la mutation génétique aurait réduit leur espérance de vie

Vous vous souvenez du chercheur chinois qui a annoncé la naissance de jumelles avec leur ADN modifié ? Ainsi, il voulait une mutation d’un gène qui protégerait du VIH. C’est un risque de jouer à l’apprenti sorcier, car on ne sait pas les conséquences à long terme. D’ailleurs une étude à été fait avec des gens qui avaient cette mutation naturellement et il semble que le risque de mortalité précoce soit présente.
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Bébés OGM chinois : la mutation génétique aurait réduit leur espérance de vie

Marie-Céline Ray

Journaliste

En novembre 2018, le chercheur Jiankui He annonçait la naissance des premiers bébés OGM, chez qui les ciseaux moléculaires CRISPR avaient introduit une mutation les protégeant du VIH. Mais une nouvelle étude suggère que cette modification de leur génome entraîne un risque de mortalité plus élevé.

L’annonce de leur naissance a provoqué un émoi compréhensible dans le monde entier. C’est dans le génome de ces deux jumelles qu’a été introduite une version modifiée d’un gène appelé CCR5. La protéine codée par ce gène est présente sur des cellules immunitaires et permet l’infection par le VIH. La mutation delta 32 insérée chez les bébés chinois permet d’éviter l’entrée du VIH dans les cellules.

Le saviez-vous ? Dans l’espèce humaine, chaque cellule compte 23 paires de chromosomes. Un gène est présent en deux exemplaires, sur les deux chromosomes d’une paire (sauf pour les chromosomes sexuels X et Y). Il existe plusieurs versions des gènes : les allèles. Quand les deux allèles sont identiques, l’individu est homozygote pour ce gène.

Mais l’inactivation d’une protéine a souvent des effets négatifs et CCR5 est une protéine très conservée dans de nombreuses espèces… Sa mutation ne risque-t-elle pas d’avoir des effets secondaires ? C’est ce que se sont demandé deux chercheurs de l’université de Californie, à Berkeley, dans une étude parue dans la revue Nature Medicine.

Les deux scientifiques ont analysé 400.000 génomes d’une banque de données britannique, appelée UK Biobank. La mutation delta 32 n’est pas spécialement rare dans la population du Nord de l’Europe : environ 10 % de la population aurait un allèle muté et 1 % serait homozygote pour ce gène, c’est-à-dire avec deux allèles mutés. Peut-être que la mutation delta 32 donne un avantage évolutif, par exemple en améliorant la survie après une infection virale comme la variole.

Dans une vidéo diffusée en novembre 2018, Jiankui He a expliqué qu’il avait modifié l’ADN des embryons in vitro en utilisant la technique d’édition génomique CRISPR. © Jiankui He, Youtube

Mortalité augmentée de 21 % avec deux allèles mutés

Les chercheurs ont observé que les personnes possédant deux copies mutées du gène CCR5 avaient un risque significativement plus élevé de mourir entre 41 et 78 ans, par rapport à celles qui avaient une ou zéro mutation : la mortalité, toutes causes confondues, augmente de 21 % chez les personnes qui ont les deux allèles mutés du gène. 

« Vous avez une survie minimale ou une mortalité supérieure si vous avez deux copies de la mutation, conclut Rasmus Nielsen, professeur de biologie à l’université de Californie, à Berkeley. Dans ce cas, ce n’est probablement pas une mutation que la plupart des gens voudraient avoir. »

Ce n’est probablement pas une mutation que la plupart des gens voudraient avoir

D’autres travaux ont montré que la présence de deux allèles mutés du gène CCR5 augmentait le risque de mourir après une grippe. La protéine CCR5 joue probablement différents rôles dans l’organisme, ce qui expliquerait que son inactivation ait des conséquences néfastes.

Pour Rasmus Nielsen, « au-delà des nombreuses questions éthiques liées aux bébés CRISPR, le fait est qu’à présent, avec les connaissances actuelles, il est toujours très dangereux d’essayer d’introduire des mutations sans connaître tout l’effet qu’ont ces mutations.»

De manière générale, l’introduction de mutations dans des cellules embryonnaires risque d’avoir des effets inattendus, car un gène a souvent plusieurs fonctions, dépendantes de l’environnement.

C’est l’avis de Xinzhu Wei, le chercheur post-doctoral qui a travaillé à cette recherche et qui souligne « qu’il y a beaucoup de choses inconnues au stade actuel sur les fonctions des gènes. » D’après lui, « la technologie CRISPR est beaucoup trop dangereuse à utiliser pour l’édition de la lignée germinale.»

CE QU’IL FAUT RETENIR

• En 2018, un chercheur chinois a annoncé la naissance de deux jumelles dont l’ADN avait été modifié.
  

• Les petites filles porteraient une mutation du gène CCR5 qui permet de résister au VIH.
  

• Une nouvelle étude suggère que cette mutation augmente le risque de mortalité quand elle est présente en deux exemplaires dans le génome

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Les chevaux ont radicalement changé en seulement quelques siècles

Il ne reste que deux lignées de chevaux le cheval domestique et le cheval de Przewalski, mais les scientifiques n’ont pas trouver leurs ancêtres. En fait, en 300 ans, la diversité génétique des chevaux s’est effondrée alors qu’elle a pourtant été constante pendant 5 millénaires.
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Les chevaux ont radicalement changé en seulement quelques siècles

Même les chevaux ne sont plus ce qu’ils étaient… Leur course n’est pas semblable à celle de leurs ancêtres, galopant sur Terre, il y a quelques millénaires. C’est ce que rapportaient des chercheurs jeudi dans l’histoire génétique la plus complète de l’animal jamais compilée à ce jour.

Le changement génétique le plus rapide s’est produit seulement dans les 200 à 300 dernières années, avec l’intensification des pratiques modernes d’élevage. C’est la grande surprise de cette étude produite grâce à la collaboration internationale de 121 chercheurs et publiée dans la revue américaine Cell.

Après le chien, la chèvre, le mouton, la vache et le cochon, le cheval est l’un des derniers animaux à avoir été domestiqués, au Néolithique. Il y a environ 5.500 ans, les humains ont commencé à boire du lait de jument, à harnacher les chevaux, à consommer leur viande et à les enfermer dans des enclos.

Le cheval de Przewalski est le descendant sauvage des premiers chevaux jamais domestiqués. © kwadrat70, Fotolia

Et tout a changé à partir de ce moment-là

« Le cheval a radicalement changé l’histoire humaine », dit à l’AFP Ludovic Orlando, directeur de recherche CNRS à l’université de Toulouse, qui a coordonné l’étude.

Grâce au cheval, « on a pu aller très vite, très loin, conquérir de nouveaux territoires. On a fait la guerre très différemment. Grâce au cheval, on a pu labourer les champs et faire de l’agriculture», poursuit-il. Le cheval d’Alexandre le Grand est tellement marquant qu’on connaît son nom : Bucéphale ».

Pourtant, une question centrale demeure et à laquelle les scientifiques ne savent toujours pas répondre : quel est l’ancêtre du cheval domestique actuel ? L’équipe s’est donc attelée à l’analyse des génomes de 278 animaux (surtout des chevaux mais aussi des ânes et des mules découverts par inadvertance) sur plus de 5.000 ans et venant de toute l’Eurasie.

« C’est le plus gros registre de génomes anciens chez une autre espèce que l’homme », dit Ludovic Orlando.

Il ne reste que deux lignées

Depuis 2010, l’analyse des ADN anciens a connu un bond technologique. L’équipe a pu, dans un laboratoire de Toulouse, extraire et analyser les génomes venant d’ossements qu’il n’était pas possible d’exploiter auparavant. Et surprise : les scientifiques ont découvert une lignée de chevaux ibériques qui vivaient il y a quatre à cinq mille ans et qui a complètement disparu.

À l’autre bout du continent eurasiatique, rebelote ! Une autre lignée vivait en Sibérie et a aussi disparu. C’est comme si l’on découvrait que Néandertal vivait à côté de Sapiens il y a 5.000 ans, s’émeut Ludovic Orlando. Aucune de ces lignées n’est l’ancêtre des chevaux actuels. Il reste aujourd’hui deux lignées : le cheval domestique et le massif cheval de Przewalski. Leur origine la plus probable serait l’Asie centrale, mais ce n’est qu’une hypothèse ; aucun aïeul génétique n’a encore été découvert.

Deux chevaux de Przewalski, relâchés dans le sud-ouest de la Mongolie, le 20 juin 2018. © Jan Flemr, AFP

Les scientifiques se disent frappés par la rapidité avec laquelle la diversité génétique des chevaux s’est effondrée dans les deux à trois derniers siècles, alors qu’elle était restée constante dans les cinq millénaires précédents.

« Le cheval d’aujourd’hui ne ressemble pas à celui d’hier »

Les XVI^e et XVII^e siècles correspondent au début des pratiques d’élevage avec la création de races par sélection.

« Toutes les races actuelles, du poney Shetland au pur-sang, ont été fabriquées », dit Ludovic Orlando. La vitesse pourrait avoir été particulièrement sélectionnée.

La question centrale des origines de la domestication

Un autre changement s’est produit entre les VII^e et IX^e siècles, pendant l’expansion arabo-musulmane en Europe. Les envahisseurs ont emmené avec eux un cheval oriental, venu de l’empire perse des Sassanides. Un animal plus élégant, à la silhouette plus fine, qui s’est mélangé avec celui d’Europe. Il est devenu si populaire qu’il a donné naissance à la plupart des chevaux actuels.

Parallèlement, le cheval européen, celui que les Romains et les Gaulois montaient, a été transporté par les Vikings en Islande et dans les îles britanniques, les deux seuls endroits où il subsiste aujourd’hui.

« Le cheval d’aujourd’hui ne ressemble pas à celui d’hier », résume l’auteur principal, qui espère, avec son consortium de chercheurs venus d’une trentaine d’universités, découvrir les ossements qui confirmeront quelle culture humaine a commencé la domestication.

« La domestication est centrale dans l’histoire humaine, mais en 2019, on ne comprend toujours pas où elle a commencé. C’est fou ! » conclut-il.

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Une énigme médicale résolue grâce à une chercheuse montréalaise

Malheureusement, le cancer chez les enfants est une dure réalité. À Montréal, un lymphome a été diagnostiqué chez un enfant de 10 ans, puis plus tard chez sa soeur. Le même cancer dans une famille est, parait-il impossible. Ce cas a permis de découvrir que c’est une mutation d’un génome qui serait survenue, il y a environ 4 000 ans. Cette découverte a permis d’éviter la chimiothérapie et de soigner par l’immunothérapie simplement avec un médicament. Ce qui laisse a pensé que d’autres maladie comme la sclérose en plaques, le VIH et d’autres cancers pourront être soigné par de nouvelles formes d’immunothérapie.
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Une énigme médicale résolue grâce à une chercheuse montréalaise

 

La Dre Nada Jabado, hémato-oncologue pédiatre à l’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill, s’entretient avec Thomas et Meagan Trinh. Photo: Radio-Canada

Dominique Forget

Grâce à deux enfants montréalais, la Dre Nada Jabado a fait une découverte majeure. Elle a identifié une maladie génétique inconnue des médecins jusqu’à présent. Elle reçoit maintenant des appels de partout dans le monde.

En 2016, les médecins de l’Hôpital de Montréal pour enfants sont abasourdis. Deux enfants se sont présentés à l’urgence avec une forme étrange de cancer, qu’on arrive mal à soigner. D’abord, un garçon : Thomas Trinh. Puis, sa sœur Meagan.

« Même le docteur nous a dit : c’est impossible. Deux fois dans la même famille, c’est impossible », se rappelle King Trinh, le père des enfants.

Thomas a 10 ans lorsque les premiers symptômes se manifestent : une fièvre persistante, puis des bosses douloureuses sous la peau. Un test médical confirme le pire. Thomas est atteint d’un lymphome, un type de cancer qui touche les lymphocytes – ces cellules du système immunitaire chargées de nous protéger contre les infections. À cause de la maladie, les lymphocytes de Thomas se multiplient de façon effrénée.

La chimiothérapie s’avère inefficace. On fait donc appel à un traitement de dernier recours. On détruit toutes les cellules du système immunitaire de Thomas et on les remplace par celles de son frère aîné, Brandon. C’est ce qu’on appelle une greffe de moelle osseuse.

La greffe est un succès. Mais pour la famille, le répit est de courte durée. Quelques mois plus tard, Meagan développe les mêmes symptômes.

Thomas et Meagan Trinh étaient atteints d’une forme rare de cancer. Une greffe de moelle osseuse a permis de les guérir. Mais tous n’ont pas la même chance. Photo : Radio-Canada

La Dre Nada Jabado, hémato-oncologue pédiatre, est appelée en renfort.

« Mes collègues, dès qu’il y a une histoire un peu bizarre, ils m’appellent », raconte cette médecin, rattachée à l’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill.

Gène défectueux

La Dre Jabado est une spécialiste du cancer du cerveau chez les enfants. Mais c’est aussi une experte en génétique. Elle propose à la famille Trinh de séquencer leur génome.

« Au moment où j’ai reçu les résultats, j’étais dans un congrès à Okinawa qui était ennuyant à un point inimaginable, se rappelle-t-elle. Alors j’ai ouvert. »

Sous ses yeux se trouve le génome des parents et des enfants Trinh : de longues chaînes d’ADN où se trouvent les gènes, ces recettes qui servent à fabriquer des protéines essentielles au fonctionnement du corps humain.

Chaque gène se trouve en deux copies : une héritée du père et une de la mère.

La Dre Jabado identifie rapidement un gène défectueux; une mutation, dans le jargon. Les parents Trinh – qui ne sont pas atteints de la maladie – en ont chacun une copie. Thomas et Megean ont deux copies défectueuses.

« Ce gène agit beaucoup dans le système immunitaire », explique la Dre Jabado.

Plus spécifiquement, la mutation empêche le corps humain de fabriquer une protéine appelée TIM3. Normalement, cette protéine agit comme un frein sur le système immunitaire. Quand elle ne fonctionne pas correctement, les lymphocytes T s’emballent.

Un ancêtre commun

En passant au crible les banques de données génétiques sur Internet, la Dre Jabado constate que la mutation est particulièrement répandue en Asie du Sud-Est. Plusieurs adultes sont porteurs d’une copie défectueuse et susceptible de donner naissance à des enfants malades.

« J’ai contacté une collaboratrice en Australie, un pays où se retrouvent beaucoup de patients qui viennent d’Asie du Sud-Est, partage la Dre Jabado. Je lui ai demandé si elle avait des enfants qui présentaient les mêmes symptômes que Thomas et Meagan. Elle en avait six. »

La Dre Jabado séquence le génome des enfants australiens. Ils ont la même mutation génétique que Thomas et Meagan. Grâce à d’autres collaborateurs, elle repère 32 cas similaires en France.

Elle n’est pas au bout de sa quête. Elle veut remonter jusqu’à l’origine de la mutation. Elle fait appel à Simon Gravel, expert en génétique des populations à l’Université McGill.

« On voyait la mutation au Japon, en Polynésie, chez les Maoris en Nouvelle-Zélande et en Chine, raconte le mathématicien. Si on essaie de remonter au dernier ancêtre commun de tous ces peuples, ça nous amène plusieurs milliers d’années en arrière. »

Selon les estimations, la mutation serait survenue il y a environ 4000 ans.

Une cible prometteuse pour l’immunothérapie

La bonne nouvelle pour les patients, c’est qu’ils éviteront désormais les chimiothérapies inutiles. La Dre Jabado a un traitement beaucoup plus efficace à leur proposer. Un simple médicament : la cyclosporine. Elle stoppe l’activation des lymphocytes T, permettant une rémission des patients.

La chercheuse reçoit maintenant des appels de médecins, de partout dans le monde.

La famille Trinh a permis de faire avancer les connaissances sur cette forme rare de cancer. Photo : Radio-Canada

La portée de sa découverte va bien au-delà du traitement de lymphomes rares. Elle laisse croire qu’en bloquant le gène responsable de la protéine TIM3 chez certains malades, on pourrait donner un coup de fouet au système immunitaire. Cela pourrait ouvrir la voie à de nouvelles formes d’immunothérapie contre le cancer, la sclérose en plaques ou le VIH.

« La famille Trinh nous a donné un énorme cadeau, reconnaît la chercheuse. Pour aider d’autres patients atteints de la même maladie que Thomas et Meagan, mais surtout en montrant à la communauté scientifique que si on veut exciter le système immunitaire, c’est possiblement là qu’il faut travailler. »

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