dimanche 26 octobre 2014

Une phéromone pour favoriser les fécondations croisées mâles-femelles

 Plutôt pour Agreg
Thèmes : reproduction, Ptéridophytes, phytohormones/phéromones , déterminisme du sexe


 Des chercheurs japonais viennent de publier dans Science une étude qui montre qu'une fougère (Ptéridophyte) nommée Lygodium japonicum contrôle le sexe de ses voisines grâce à des phéromones. 

Le cycle de développement des fougères est rappelé ci-dessous :

Source : http://lesbeauxjardins.com/cours/botanique/8-pteridophytes/filicinees.htm
 Le sporophyte diploïde produit des spores haploïdes qui, une fois disséminées, se développent en un gamétophyte haploïde. En général, ce gamétophyte est hermaphrodite et produit des gamètes mâles (via les anthéridies) et femelles (via les archégones). Il peut alors y avoir auto-fécondation, ce qui facilite la reproduction mais ne favorise pas les recombinaisons génétiques et la diversité génétique qui en découle. Mais il existe des cas où les gamétophytes sont sexués, mâles ou femelles, et leur répartition spatiale ne se fait pas au hasard. 

Les chercheurs ont montré que les gamétophytes femelles sont capables de produire une phéromone (appelée anthéridiogène) qui oriente le développement des gamétophytes plus jeunes aux alentours en gamétophytes mâles, avec seulement des anthéridies. Cette phéromone est un précurseur des gibbérellines (qui est habituellement une phytohormone). Ce précurseur appelé GA9 est méthylé, ce qui n'est pas habituel dans la voie de biosynthèse des gibbérelines mais cela favorise sa sortie de la cellule et il diffuse dans le sol depuis les gamétophytes femelles. Les jeunes gamétophytes absorbent ce précurseur, le déméthylent et terminent la synthèse des gibbérellines qui les convertissent en mâles : il y a inhibition du développement des archégones et stimulation du développement des anthéridies. Ce système favorise un équilibre dans le sex ratio : si il y a trop de gamétophytes femelles dans une zone les nouveaux gamétophytes en développement seront des mâles et ainsi les fécondations croisées seront favorisées.

Reste à trouver les gènes cibles des gibbérellines et les premières pistes sont les gènes orthologues de ceux des Angiospermes qui sont les cibles des gibbérellines dans ses fonctions plus classiques (croissance des entrenoeuds, levée de dormance, contrôle de la floraison).  Ce serait également intéressant de savoir si les gamétophytes mâles ont aussi une phéromone qui favorise les gamétophytes femelles autour d'eux. 

 
Voir cet article

Article original :  ScienceVol. 346 no. 6208 pp. 469-473
DOI: 10.1126/science.1259923
 Antheridiogen determines sex in ferns via a spatiotemporally split gibberellin synthesis pathway




mercredi 15 octobre 2014

Des traces de volcanisme "récent" sur la Lune

 Plutôt pour Agreg
Thèmes : volcanisme, Lune

 
Un exemple de zone irrégulière appellée IMP, large de 3 kilomètres et profond de 50 mètres. Son sol est recouvert de nombreux petits monticules de lave. Le nombre de cratères observés sur les monticules indique que les éruptions qui les ont formés ont eu lieu il y a environ 33 millions d'années. Images : NASA


  Des images à hautes résolution de la surface de la Lune fournies par la sonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) et analysées dans un article de Nature Geoscience ont montré que des épanchements de basalte ont coulé sur la Lune il y a 18 millions d'années, c'est-à-dire bien plus récemment que ce que l'on pensait jusqu'alors. De plus, il ne s'agit pas d'un évènement isolé : des dizaines d'autres éruptions ont eu lieu dans les 100 millions d'années qui ont précédé cette (dernière ?) éruption. 

Les structures d'origine volcanique observées s'appellent des IMP pour Irregular Mare Patches, des tâches irrégulières dans des mers lunaires, de 100 m à 5000 m de longueur. Les chercheurs ont réussi à les dater grâce au taux de cratérisation local sur et autour des IMP (moins la région est couverte de cratères, plus c'est jeune). Le système de datation avait été étalonné grâce à la datation précise des roches ramenées sur Terre par les missions lunaires. 

L'IMP la plus jeune a donc 18 millions d'années, ce qui montre que la Lune est restée volcaniquement active bien plus longtemps qu'on ne le pensait (et il n'est pas exclu qu'elle puisse le redevenir encore), bien qu'il reste toujours vrai que l'essentiel du magmatisme basaltique sur la Lune a eu lieu entre 3,9 et 3,1 milliards d'années et a formé les mers lunaires (ou maria).

Néanmoins, cette nouvelle donnée va amener des modifications aux modèles de géodynamiques internes et de l'évolution thermique de la Lune. Les IMP sont aussi des cibles de choix pour des prochaines alunissages dans le but de ramener de nouvelles roches (ici volcaniques) lunaires sur Terre. 

On n'a pas fini d'être dans la Lune.


Lien vers l'article original

Voir aussi cet article et celui-ci. 

mardi 7 octobre 2014

Les Cordés n'ont plus l'exclusivité de la corde

 Pour Agreg et CAPES
Thèmes : plan d'organisation, embryologie, évolution


 
Coupe transversale d'un embryon de poulet vue en microscopie électronique à balayage. De haut en bas dans l'axe sagittal (médian) on reconnait le tube neural, la corde et l'aorte dorsale (mais qui est ventrale par rapport à la corde !)


La corde (ou chorde ou notochorde) est une structure embryonnaire issue du mésoderme axial et qui forme une baguette de cellules hydratée le long du plan sagittal de l'embryon. Elle est située entre le tube neural et l'aorte dorsale (quand elle est présente) ou le tube digestif. Elle a un rôle de structure de soutien mais aussi de centre de signalisation qui sécrète un morphogène, Sonic Hedgehog (SHH), qui réalise ici l'induction de l'individualisation et de la migration du sclérotome qui va former les vertèbres autour de la corde (et de la moelle épinière) et la mise en place de l'axe dorso-ventral du tube neural. 

Jusqu'à présent, la corde était considérée comme un caractère dérivé partagé exclusif des...Cordés. Chez la Céphalocordés, la corde est maintenue chez l'adulte et atteint la région céphalique (d'où le nom). Chez la plupart des autres cordés, elle régresse : chez nous, elle donne les noyaux pulpeux des disques intervertébraux, ceux-là même qui titillent notre nerf sciatique en cas de...sciatique.

Dans un article paru dans Science le 12 septembre 2014, des chercheurs allemands montrent qu'une structure homologue à la corde existe aussi en dehors des Cordés et est même très répandue chez les Bilateria. Leur étude porte principalement sur un Annélide Polychète, Platynereis dumerilii, chez qui on observe un muscle longitudinal dans le plan sagittal, entre la chaine ganglionnaire nerveuse ventrale et le vaisseau sanguin ventral (rappelez-vous l'inversion de l'axe dorso-ventral entre Cordés et Protostomiens). Ils ont appelé cette structure une axochorde. Cette structure se forme par un mouvement de convergence extension comme la corde des Cordés et elle exprime de très nombreux gènes en commun avec la corde des Cordés au cours de son développement.(brachyury, noggin, hedgehog...etc...mais pas chordin qui semble absent du génome des Annélides).

Des structures similaires avec les mêmes expressions géniques ont été découvertes chez d'autres Annélides et les auteurs revisitent les structures anatomiques d'autres Protostomiens (Mollusques...) pour montrer qu'une axochorde y existe aussi. 

Bref, la corde n'est pas une innovation évolutive des Cordés mais une modification d'une structure existante jusque chez Urbilateria, le dernier ancêtre commun à tous les bilatériens. Cette corde est devenue musculaire chez les Protostomiens, les Arthropodes ayant sans doute perdu ce caractère musculaire. Chez les Deutérostomiens, les Echinodermes, si particuliers, l'auraient perdu, et elle serait devenue (ou restée ??) partiellement musculaire chez les Céphalocordés tandis que chez les Vertébrés, elle forme des structures intervertébrales. 

Si les Cordés ont perdu la corde comme caractère dérivé partagé exclusif, ils gardent (pour l'instant) les autres caractères : un tube neural dorsal (épineurien) et un pharynx percé de fentes (pharyngotrèmes). 




vendredi 3 octobre 2014

L'origine du passage du VIH à l'humain dévoilée

 Pour Agreg et CAPES
Thèmes : VIH, SIDA, virologie




30 ans après l'isolement et la caractérisation du virus VIH, responsable du SIDA, on en sait un peu plus sur l'évènement fondateur de son passage du singe à l'Homme. 

C'est donc à Kinshasa, et résultant d'une seule contamination entre un chimpanzé et un homme, en 1920, que l'épidémie de SIDA a commencé. Une seule contamination, pour plus de 75 millions de personnes infectées ensuite. 

Ces travaux ont été publiés dans un article de la revue scientifique Science ce 3 octobre signé d'une équipe internationale dirigée par les universités d’Oxford (Royaume Uni) et Louvain (Belgique) et comprenant des chercheurs de Montpellier à l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD).
Les auteurs de l'article ont mené l'enquête à l'aide de la génétique et de l'étude des variations des différentes souches du virus, chez l'homme et chez les grands singes, qui permettent d'en retracer l'arbre généalogique et l'évolution des années 1920 à 1960. Ils ont ainsi résolu une énigme. Les biologistes savaient en effet que les populations de chimpanzés porteurs du virus à l'origine de celui qui a dévasté les populations humaines se situent au Cameroun. Des tissus humains conservés au Cameroun, datant de 1959, ont d'ailleurs montré qu'ils étaient infectés par le virus. En outre, si l'on connaît 13 souches différentes chez l'homme, seule l'une d'entre elles, baptisée M, est à l'origine de la pandémie dont le foyer initial est à Kinshasa. Pourquoi ?

Les scientifiques ont trouvé la réponse en étudiant les mouvements de populations des années 1920 et 1930 et dans les années 1960. Avec l'afflux, par voie fluviale et par train, de commerçants et de travailleurs du sud-est du Cameroun vers le Congo et Kinshasa, le virus a pu s'y retrouver, et commencer à se diffuser. Puis, de Kinshasa, il a pu se déplacer, notamment en train vers les exploitations minières, avec ses humains porteurs, dans toute l'Afrique centrale et australe. Tout en mutant à grande vitesse.... jusqu'à devenir le virus virulent qui a explosé au début des années 1980. Les transports et notamment ici ferroviaires sont sans surprise des accélérateurs de diffusion des agents pathogènes.
Parmi les autres facteurs, les auteurs notent également l’augmentation de la prostitution et l'utilisation d'aiguilles non stérilisées.