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Moutons à quatre cornes

Chèvres et moutons à quatre cornes: le mystère résolu

Certains Bovidés, dits polycères, présentent des cornes surnuméraires. Ainsi, des races locales de moutons, sélectionnées génétiquement par des générations d’éleveurs, sont connues pour leurs cornes multiples. Il arrive également, en particulier dans les Alpes, que certaines chèvres développent spontanément une paire de cornes supplémentaire. Pourtant, les causes génétiques de cette curiosité morphologique sont longtemps restées inconnues.

Aujourd’hui, ce mystère est résolu ! En effet, une étude des génomes de ces mutants, conduite par les groupes du Dr Aurélien Capitan de l’Institut National de Recherche Agronomique et de l’Environnement de France (INRAE) et de l’union des coopératives d’élevage ALLICE, et du Prof. Denis Duboule de l’Université de Genève et de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en collaboration avec l’EPFL et de nombreux centres de recherche sur quatre continents, révèle que les chèvres et les moutons polycères analysés portent tous une mutation affectant le même gène: HOXD1. Des résultats à lire dans la revue Molecular Biology and Evolution.

Modélisation des liaisons HLA-peptides

Les ailes d’un «oiseau génétique»
nous protègent contre les virus

Les populations de diverses régions géographiques ont-elles le même potentiel pour se défendre contre les pathogènes, et plus particulièrement contre les virus ? Analyser les génomes humains, notamment au niveau des gènes HLA responsables du système immunitaire dit adaptatif, permet d’apporter des éléments de réponse. Ces gènes, qui présentent une très grande variabilité entre individus, codent pour des molécules capables de reconnaître les différents virus afin de déclencher la réponse immunitaire appropriée.

Dans une étude à lire dans la revue Molecular Biology and Evolution, des scientifiques du groupe de la Pre Alicia Sanchez-Mazas de l’Université de Genève, en collaboration avec l’Université de Cambridge (Royaume-Uni), identifient les variants HLA se liant le plus efficacement à des familles de virus. Ils démontrent ainsi que malgré la grande hétérogénéité des variants HLA chez les individus, toutes les populations bénéficient d’un potentiel équivalent dans la protection contre les virus.

Ilot de Langerhans

La régénération de l'insuline au rythme
des horloges cellulaires

Certaines parties de notre corps, comme la peau ou le foie, peuvent se régénérer après une affection. Les cellules encore fonctionnelles prolifèrent pour compenser les pertes. Ainsi, depuis une trentaine d’années, les scientifiques se penchent sur le potentiel de régénération des cellules β du pancréas, responsables de la production d’insuline. Leur atteinte étant en grande partie responsable de l’apparition du diabète, la possibilité de les régénérer constitue un espoir de traitement.

En étudiant des souris diabétiques, des scientifiques du groupe de la Dre Charna Dibner, de l’Université de Genève et des Hôpitaux Universitaires de Genève, ont observé que leur mécanisme de régénération était sous l’influence des rythmes circadiens - les horloges moléculaires régulant les fonctions métaboliques cellulaires selon un cycle de 24 heures. De plus, les scientifiques ont identifié le rôle essentiel d’un composant clé des rythmes circadiens, la molécule BMAL1. Ces résultats, à lire dans la revue Genes and Development, permettent d’envisager de nouvelles perspectives pour favoriser la régénération des cellules bêta.

Cartographie de cellules cancéreuses

Eclairage sur l’origine des métastases

Pour développer des traitements efficaces, il faut être capable de comprendre l’effet spécifique d’une substance anticancéreuse sur le type de cellule, voire la cellule, donnant naissance aux métastases dans l’immense hétérogénéité cellulaire des tumeurs.

L’équipe du Prof. Ariel Ruiz i Altaba, de l’Université de Genève, a utilisé une technique d’avant-garde, appelée spiked-scRNAseq, liant la transcriptomique aux phénotypes cellulaires des tumeurs du cancer du côlon. L’importance du gène VSIG1, impliqué dans les interactions intercellulaires, a pu être identifiée comme un facteur préventif des métastases. Au-delà de cette découverte porteuse d’espoir pour l’élaboration de futurs traitements, cette publication parue dans Cell Reports valide l’utilisation de cette technologie pour tester des médicaments actifs contre les métastases, y compris pour des approches personnalisées.

2 cellules-filles de Caulobacter crescentus avec leur flagelle

La douce précision de l’assemblage des flagelles

Afin d’obtenir la machinerie permettant aux bactéries de nager, plus de 50 protéines doivent être assemblées selon une logique et un ordre bien défini pour former le flagelle, l’équivalent cellulaire d’un moteur de bateau. Pour être fonctionnel, le flagelle s’assemble élément par élément, en terminant par l’hélice appelée filament flagellaire composé de six différentes protéines appelée flagellines.

Des microbiologistes du groupe du Prof. Patrick Viollier, de l’Université de Genève, démontrent que l’ajout de sucre sur les flagellines est déterminant pour l’assemblage et la fonctionnalité du flagelle. Cette glycosylation est assurée par l’enzyme FlmG, dont le rôle était jusqu’ici inconnu. Partant de cette observation, accessible dans la revue eLife, les chercheurs⁄euses ont enchaîné avec une autre découverte publiée dans Developmental Cell. Les six flagellines de Caulobacter crescentus, bactérie modèle de ces deux études, contiennent une intruse qui servirait de signal pour enclencher l’assemblage final du flagelle.

Couleurs de la peau du serpent

L’origine des couleurs de peau révélée
grâce aux serpents

La couleur de la peau chez les vertébrés dépend des chromatophores, cellules présentes dans les couches profondes de la peau.

Spécialiste du déterminisme génétique et de l’évolution des couleurs chez les reptiles, l’équipe du Prof. Michel Milinkovitch, de l’Université de Genève, étudie la grande variété de couleurs arborées par différents individus chez le serpent des blés. Ses travaux, publiés dans la revue PNAS, montrent que la couleur terne du variant «Lavande» de ce serpent est causée par la mutation d’un gène impliqué dans la formation des lysosomes, les vésicules «poubelles» des cellules. Cette mutation unique suffit à affecter toutes les couleurs de la peau, démontrant que tous les pigments et cristaux réfléchissants sont stockés dans des vésicules dérivées de ces lysosomes. Cette étude est une avancée considérable de notre compréhension de l’origine des couleurs et des motifs de la peau des vertébrés.

Chat sauvage d’Europe

Le chat sauvage menacé par son cousin domestique

Dans les montagnes du Jura, les chats sauvages européens, considérés comme éteints il y a une cinquantaine d’années, ont depuis recolonisé une partie de leur ancien territoire. Cette recrudescence dans une zone occupée par des chats domestiques s’est accompagnée de croisements génétiques entre les deux espèces. L’hybridation entre les organismes sauvages et domestiques est connue pour mettre en danger le patrimoine génétique des espèces sauvages.

Dans une étude à lire dans la revue Evolutionary Applications, des biologistes des groupes du Dr Mathias Currat et du Dr Juan Montoya-Burgos de l’Université de Genève, en collaboration avec l’Université de Zurich et celle d’Oxford au Royaume-Uni, ont modélisé les interactions entre les deux espèces pour projeter l’avenir du chat sauvage sur les reliefs du Jura helvétique. Les différents scénarios modélisés montrent que d’ici 200 à 300 ans - soit une période très courte à l’échelle de l’évolution -, l’hybridation conduira à un remplacement génétique irréversible des chats sauvages et à l’impossibilité de les distinguer de leurs cousins domestiques, comme c’est déjà le cas en Écosse et en Hongrie.

Oeil de drosophile.

Un revêtement antireflet s’inspire des yeux de mouches

Les yeux de nombreux insectes, dont la mouche de vinaigre, sont recouverts d’une couche mince et transparente, constituée de minuscules protubérances aux propriétés antireflets et antiadhésives. Un article à lire dans la revue Nature révèle les secrets de fabrication de ce nano-revêtement.

Ce travail, mené par le Prof. Vladimir Katanaev de l’Université de Genève, en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Lausanne et de l’École Polytechnique Fédérale de Zurich, montre que ce revêtement n’est formé que de deux ingrédients: une protéine appelée «rétinine» et de la cire cornéenne. Ces deux composés génèrent automatiquement le réseau régulier de protubérances en jouant les rôles respectifs d’activateur et d’inhibiteur d’un processus de morphogenèse qui a été modélisé dans les années cinquante par le mathématicien Alan Turing. L’équipe pluridisciplinaire a même réussi à reproduire artificiellement le phénomène en mélangeant de la rétinine et de la cire sur différents types de surface. Très bon marché et basé sur des matériaux biodégradables, le procédé a permis d’obtenir des nano-revêtements ayant une morphologie semblable à celle des insectes et présentant des fonctionnalités antiadhésives ou antireflets qui pourraient avoir de nombreuses applications dans des domaines aussi divers que les lentilles de contact, les implants médicaux ou encore les textiles.

Chaleur et ossature.

Des os plus solides grâce à la chaleur et au microbiote

Maladie osseuse liée au vieillissement, l’ostéoporose se caractérise par une perte de densité osseuse, une détérioration micro-architecturale des os et un risque accru de fracture. Un tiers des femmes ménopausées en sont atteintes, un problème majeur en termes de santé publique.

Au travers d’analyses épidémiologiques, d’expériences de laboratoire et d’outils métagénomiques et métabolomiques de pointe, l’équipe de recherche du Prof. Mirko Trajkovski de l’Université de Genève a observé que l’exposition à des températures ambiantes plus élevées (34°C) augmente la solidité des os, tout en empêchant la perte de densité osseuse typique de l’ostéoporose. Ce phénomène, lié à une modification de la composition du microbiote intestinal déclenché par la chaleur, a pu être répliqué en laboratoire en transplantant le microbiote de souris vivant dans un environnement chaud à des souris atteintes d’ostéoporose. L’ossature de ces dernières a été renforcée et solidifiée, et la perte de densité osseuse amoindrie. Ces résultats, à découvrir dans la revue Cell Metabolism, promettent de futures interventions efficaces et novatrices pour prévenir et traiter l’ostéoporose.