Actualité scientifique de janvier 2016

 

Dans la livraison du jour, j’aime particulièrement,
– l’histoire du papa pinson veillant à l’éducation du gamin dissipé (Science du 15 janvier). Il faut voir le minifilm.
– les campagnols qui se stressent à cocoler leur parent stressé (22.1).
– Timon, dans le même cahier, tu noteras la suite de notre discussion sur l’avantage de la biodiversité.
– et tout au long, suite, mais pas fin, de la saga CRISPR/Cas9.

En introduction, nous gardons un oeil attentif sur la cryo-ME:

Aylett, C.H.S., et al., Architecture of human mTOR complex 1. Science, 2016. 351(6268): p. 48 – 52.

Khoshouei, M., et al., Volta pohase plate cryo-EWM of the small protein complex Prx3. Natur communications, 2016.

Bernecky, C., et al., Structure of transcribing mammalian RNA polymerase II. . Nature, 2016. 529(7587): p. 551 – 554.

Oldham, M., et al., A mechanism of viral immune evasion revealed by cryo-EM analysis of the TAP transporter. . Nature, 2016. 529(7587): p. 537 – 540.

Wan, R., et al., The 3.8Å structure of the U4/U6.U5 tri-snRNP: Insights into spliceosome assembly and catalysis. Science 2016. 351(6272): p. 466 – 475. Une grosse affaire. Le spliceosome est la structure complexe comprenant, dans le cas présent, une 30-aine de protéines et 260 bases d’ARN. Le tout fait environ 1MD. Le complexe réarrange les fragments disjoints d’un gène pour en faire un ARN de transfert continu et fonctionnel. L’article est considérable; il pousse loin l’analyse structurale afin de comprendre comment le complexe fonctionne. Le travail a été fait exclusivement par des Chinois à Beijing et Shanghai. Ils deviennent très bons en cryo-ME là bas!

 01. 01.2016. Science 351, 6268.

– 12 – 13. News. SANTÉ, EBOLA. J. Cohen & M. Enserink. Lazare, Christine Cl. L’épidémie tire à sa fin; les résultats scientifiques sont pauvres. Il y a eu 13 essais cliniques. Un seul a fourni des résultats clairs. Nous en avons parlé dans ce blog; sitôt l’épidémie bien partie, au printemps 2015, les analyses des virus sont devenues des secrets commerciaux. Puis, chacun s’est lancé dans le développement de son remède ou de son vaccin dans le chaos de l’urgence et une certaine tolérance pour passer outre les règles de la bonne recherche et de l’éthique. En particulier, la question du test avec placébo faisait débat. Nous avions expliqué pourquoi, même s’il parait insupportable d’inclure 50% de placébos lorsqu’il s’agit de tester un médicament sur des personnes infectées par une maladie mortelle, c’est seulement avec un test significatif que l’on sauve le plus de vies. Puis la maladie qui avait explosé durant l’été s’est fortement ralentie en fin d’année, grâce surtout à l’effort de MSF, l’isolement des personnes infectées et l’information à tous. C’était le moment où les médicaments et les vaccins nouvellement développés arrivaient en phase de test, mais les patients commençaient à se faire rares. Tout fut de nouveau mis sens dessus dessous, les firmes s’arrachent les patients et changent les protocoles pour se débrouiller avec moins de données. Certaines firmes se retirent et, de la dizaine restante, une seule a publié correctement des résultats – d’ailleurs satisfaisants. Un rapport détaillé se trouve sous: http://scim.ag/ThinHarvest

Le gaspillage d’une situation expérimentale payée par 10’000 morts est scandaleux est criminelle. Une preuve de plus que la recherche médicale devrait être conduite et coordonnée par un organisme global, non commercial.

 

– 42. Résume de : Simola et al., Science 351, aac6633 (2016). COMPORTEMENT, EPIGÉNÉTIQUE, FOURMIS. Michel Ch., Laurée. La caste des fournis travailleuses est définie épigénétiquement. Chez beaucoup d’insectes sociaux, les travailleuses sont des clones de la reine. Comment se marque alors la différence? Mieux, les travailleuses sont aussi souvent divisées en castes morphologiquement différentes accomplissant des tâches différentes . II est montré ici par l’étude de la fourmi charpentière que les travailleuses dites Majeures ou Mineures sont différenciées par l’acétylation de l’histone H3. Le gène et des métabolites impliqués sont identifiés. Suivant la molécule inhibée, des Mineurs ou des Majeurs sont produits.

 

08.01.2016. Science 351, 6269.

– 113 -4, 151 – 155. PÉROVSKITE, ÉNERGIE SOLAIRE. Arjun, Lucy. D. P. McMeekin et al (13 auteurs, Oxford et Berlin) et aussi Graetzel (EPFL). Ceux qui suivent ce blog sont impressionnés par la suite de break-through annoncés dans le domaine des cellules photovoltaïques aux pérovskites. Je m’étonnais le 11 novembre que, avec tant de succès, la révolution ne soit pas déjà finie. C’est que, avec chaque percée, le non-spécialiste découvre un noeud – maintenant résolu – qui nous séparait encore du succès final. Ainsi, si nous avions compris que les magnifiques cellules aux pérovskites se détruisent à l’humidité, c’est maintenant que j’apprends qu’elles se détruisent aussi à la lumière – voilà qui est fâcheux!

Découvertes par 3 labos dont l’un rapporte ici: l’ajout d’un peu de Sélénium fait que les cellules ne se dégradent plus en secondes, mais en minutes! Great, mais il faudra encore faire des progrès.

Toutefois, l’optimisme grandit et il y a de quoi. Les cellules sont faites en matériel bon marché, peu toxique et facile à produire. On imagine l’avenir proche où elles seront fabriquées en bandes, comme les journaux dans une grande imprimante. On note surtout que l’étude des innombrables combinaisons de composantes qui pourraient améliorer les résultats ne fait que commencer et qu’il n’y a pas de raison que la très rapide progression depuis les premières observations il y a 6 ans, ne se poursuive pas. La découverte que le Se améliore considérablement les propriétés ne fait que confirmer la tendance. Un autre développement, cité ici, se rapporte à la combinaison de cellules aux pérovskites avec celles au Si.

Le record actuel pour les cellules aux pérovskites est de 21.7%, très honorable en comparaison avec les cellules au Si. Un rendement de 30% semble être à portée de main. Actuellement il est seulement atteint avec les ruineuses cellules à l’arséniure de gallium que l’on utilise dans l’espace. La combinaison Si-pérovskite devrait faire mieux encore.

La semaine prochaine, ce qui reste de libre sur notre toit, à côté du capteur thermique pour l’eau chaude, sera recouvert de cellules photovoltaïques au Silicium*. Trop tard pour tout décommander et attendre, un rien de temps, jusqu’à obtenir beaucoup mieux pour beaucoup moins cher. Si les promesses ne se dégonflent pas, ce ne sera pas loupé pour tout le monde, et surtout, on l’espère, pas pour l’Inde, la Chine et l’Afrique.

* Voila, elles sont en place. Les panneaux ont deux m2 avec une puissance théorique de 280W. Le monteur m’a dit que, il y a 5 ans, les mêmes panneaux avait une puissance théoriques de 180W. On arrête pas le progrès.

 

  1. 1. 2016. Science 351, 6270.

– 208 – 9., ABEILLES, PESTICIDES. News. Antoine. L’agence US pour la protection de l’environnement a (enfin) analysé les données disponibles sur l’effet de l’imidacloprid (un neonictinoid) sur les abeilles et conclu à des effets négatifs dès 25 ppb dans le nectar. Les résultats concernant deux autres sont annoncés pour décembre.

Il est positif que l’EPA ait enfin étudié la question. La valeur retenue est considérée comme bien trop haute par les environnementalistes. Des 75 études considérées par l’EPA, seule quelques-unes ont été jugées suffisamment solide. Ce ns sont que des résultats provenant de l’industrie.

Au moment où la médecine découvre que l’industrie fausse systématiquement ses résultats, peut-on croire qu’il n’en va pas de même pour les questions relatives à l’environnement?

 

– 2012 – 3. BUSINESS, NEUROSTIMULANT. In depth. E. Underwood. Contre le wild-west de l’entrainement cérébral. Une firme qui vantait les bienfaits de son programme d’exercice cérébral à l’ordinateur s’est vue amendée de 2 millions de dollars par la FTC (organe US du contrôle du commerce).

Apparemment, c’est une première. Est-ce une entrée en matière pour contrôler le développement sauvage des dispositifs de stimulation cérébrale, tels que casques électriques ou puces diverses, qui commencent à envahir la préparation des examens d’universités. La satisfaction est mitigée parce que l’organe de contrôle de la publicité ne sera sans doute pas le mieux placé si/quand ces méthodes seront vraiment efficace. Qui dira alors ce qui est éthiquement et politiquement acceptable?

 

– 260 – 3. PRÉHISTOIRE, BIODIVERSITÉ, MAMMOUTH. Pitulko et al. Jacques H. Des hommes tuaient des mammouths au fin nord de la Sibérie bien avant que les Homo sapiens ne viennent en Europe.

Dans Science du 4 décembre (http://www.dubochet.ch/jacques/?p=814#more-814), il était rapporté comment la soudaine disparition des mammouths a été néfaste à l’écologie du Grand Nord. Les hommes en sont probablement responsables, probablement des Homo sapiens qui étendaient les conquêtes humaines avant la dernière grande glaciation d’il y a quelque 26’000 ans. En Europe la grotte Chauvet date de – 32k. Dans l’arctique Sibérien, les marques humaines remontent à cette même époque.

Le présent article décrit un mammouth bien conservé datant de 45’000 ans sur lequel les traces des armes qui l’ont tué ont pu être remarquablement analysées. Il en ressort que l’homme chassait le mammouth 10’000 ans plus tôt que connu jusqu’ici. Il en ressort aussi que ces hommes étaient des chasseurs redoutables, munis d’armes puissantes et que le combat homme-mammouth n’était pas une sinécure comme le prouve le nombre de blessures profondes et habilement placées que l’animal a subit avant de tomber. Les scènes de chasse longues et pénibles du metteur en scène qui s’inspirera de cet article ne seront pas recommandées pour les enfants.

 

– 267 – 71. NEUROBIOLOGIE, APPRENTISSAGE. D. Valentin et al. (US.) Apprendre à chanter pour le pinson, c’est quand il faut et pas quand il ne faut pas. Le petit film (aad3023s1.avi ) montre Papa pinson chantant sa ritournelle à côté de son fils. Au départ, le petit à la tête ailleurs. Papa lui demande fermement – il lui arrache une plume – son attention puis le nourrit littéralement de son chant répété. Le présent article étudie par enregistrement de neurones individuels du noyau frontal HVC la fonction d’interface entre les centres auditifs et les signaux sensorimoteurs de l’émission vocale. Subtilement, il s’agit de stimuler ce transit lors de l’écoute du chant du tuteur, mais de l’inhiber face aux autres bruits. Visiblement Papa aide très concrètement à faire comprendre ce qu’il faut apprendre. On nous dit que ce n’est pas une question d’âge, mais d’activation et d’inhibition. Quelle chance, il n’y a pas d’âge pour apprendre. On continue!

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  1. 01. 16. Science 351, 6271.

– 337 – 9. BIOÉTIQUE, INGENIERIE GÉNÉTIQUE. Isasdi et al. Christine Cl., Lazare. Quelle politique pour éditer le génome humain? Les nouvelles possibilités demandent d’y voir clair sur ce qui est permis et ce qui devrait l’être ou pas. Le présent article met en évidence combien la règlementation diffère selon les pays du monde pour toutes les grandes questions du moment comme, par exemple, le clonage reproductif humain ou la recherche à ce propos, la modification des cellules germinales, la thérapie génétique somatique, etc. De plus, l’article met en évidence les difficultés a être précis dans la définition des problèmes. Par exemple, on peut considérer qu’un type d’intervention est inadmissible (par exemple le clonage humain, comme c’est à peu près le cas dans tous les pays), mais que la recherche à ce propos peut être utile (ce qui est admis en Chine, en Inde et en Angleterre, cette dernière avec une approche pragmatique fermement cadrée). Toutefois, une recherche qui déboucherait sur une méthode utilisable a bien des chances d’établir un état de fait irréversible. Face à la difficulté de gérer les problèmes au niveau des techniques qui évoluent tellement vite et de manière imprévisible, certains tentent d’élargir le cadre. Ainsi la loi française a introduit un nouveau concept, le « crime contre l’espèce humaine », pour « interdire les pratiques eugéniques visant à organiser la sélection de personnes ». L’article montre la diversité et la pléthore des approches. Aïe, aïe, aïe, ce ne sont ni les éthiciens ni les juristes, qui vont nous sortir d’affaire. Qui alors?

 

– 353, résumé. cf. DOI: 10.1126/science.aad5117. CLIMAT, SOLAIRE, ÉNERGIE. Le point sur la recherche pour l’énergie solaire. Tout le monde la veut, mais sa contribution globale est encore minime. Pourtant, avec toutes les pistes qui progressent de tous les côtés, ça vient! On voit venir les nouvelles cellules – aux pérovskites, peut-être – facile à élaborer, avec des matériaux abondants et non toxiques, hyper minces, souples, fabriqués en déroulement comme on imprime un journal, à un prix dérisoire… ainsi qu’une avalanche d’autre technologie pour combler les trous de la future économie solaire, y compris au cas où le rêve de ci-dessus ne se réaliserait pas. Bref, le domaine est en ébullition, il faut être irréaliste pour ne pas croire à ce futur lumineux. Seul le facteur temps reste incertain.

 

– 375 – 8. COMPORTEMENT, SOCIOBIOLOGIE. Laurée. Le comportement de consolation entre humains est aussi usuel chez les grands singes dans la nature. Il est beaucoup moins marqué en captivité. Son étude physiologique en est ainsi difficile. Le présent article étudie ce même comportement chez le campagnol des champs, une espèce bien connue pour former des liens de paire stable. Il est montré qu’à l’intérieur de la même famille – mais pas avec des étrangers – le campagnol ayant été stressé hors de la vue de ses familiers est entouré et cocolé dès son retour. Ses proches, ainsi exposés indirectement au stress, développent eux-mêmes la réponse physiologique de l’individu stressé (augmentation de la corticostérone) et les activités cérébrales caractéristiques. Les inhibiteurs du récepteur de l’ocytocine suppriment le comportement de consolation.

 

– 388 -391. AGRICULTURE, DURABILITÉ. Timon. Garibaldi et al. (presque 40 auteurs dans dse nombreux pays du 3-monde). Étude du rendement agricole en fonction de la diversité des pollinisateurs dans les grands et petits (<2ha) domaines agricoles. Le problème est de savoir si les moyens écologiques peuvent compenser l’avantage de l’apport d’additifs tels qu’engrais et produits phytosanitaires. L’étude porte sur 344 champs et 33 espèces pollinisées. Il est observé que dans les petits domaines, 1/4 à 1/3 de la différence entre les champs à haut rendement et ceux à bas rendements peut être attribué à la densité et la diversité des pollinisateurs (les abeilles par exemple). Ce résultat confirme l’importance de la richesse écologique du milieu pour la petite agriculture. C’est important, 2 milliards de personnes en dépendent.

 

– 400 – 411. MÉDECINE, DYSTROPHIE MUSCULAIRE DE DUCHENNE. Manu, Urs. En même temps, dans la même revue, rois articles rapportant le même résultat par des groupes US apparemment non liés. On rappelle le problème. La maladie de Duchenne détruit lentement les muscles conduisant à la mort avant l’âge adulte. Une personne sur 5000 en est affectée. La révolte des familles touchées a joué un rôle historique dans l’implication des patients et leurs proches dans la recherche médicale. Téléthon en est l’effet le plus connu du grand public. La dystrophie de Duchenne est due à une mutation de la dystrophine, une immense protéine du muscle, génétiquement codée en un grand nombre de fragments (exons) disjoints. La méthode du « saut d’exon » qui consiste à court-circuiter le fragment fautif lors de la lecture du gène donne de grands espoirs et quelques résultats thérapeutiques positifs. Arrivent la révolution CRISPR/Cas9 et la promesse de « domestiquer » la lecture des gènes beaucoup mieux que jusqu’ici. La maladie de Duchenne est naturellement la cible de recherche No. 1. Les trois articles en sont le résultat. Les trois groupes utilisent la souris mdx, un modèle ovin construit pour la recherche sur cette maladie humaine. Tous rapportent des résultats positifs. L’expérience sur des personnes suivra sans doute, mais beaucoup moins vite parce que, bien heureusement, des contrôles préliminaires sérieux sont exigés. La procédure d’autorisation est toujours lourde. C’est justement pour accélérer cette procédure que Pinker veut voir les éthiciens et les philosophes « out of the way » au nom de l’efficacité de la recherche et du devoir d’assistance aux personnes que la maladie détruit.

La suite est à suivre de près.

 

28.1.2016. Nature 529, 7587.

– 490 – 495. INGÉNIERIE GÉNÉTIQUE, CRISPR/Cas9. Kleinstiver et al. (US/Chine. Élimination des effets hors cible. Nicolas M, Urs. Le système CRISPR/Cas9 révolutionne l’édition de l’ADN en permettant de modifier la séquence à volonté à l’endroit désiré. Toutefois le taux d’action hors cible était jusqu’ici significatif. Dans le travail présenté ici, les auteurs ont modifié Cas9 dans la région d’interaction avec l’ADN (la connaissance de la structure par cryo-EM aide) de manière à conserver l’efficacité de l’enzyme tout en abaissant le taux d’effet hors cible jusqu’à le rendre indétectable.

Petite mise à niveau le 17.2. Hier, à l’occasion des Genomics Days du CIG de l’UNIL, j’ai bénéficié d’un cours privé par Nicolas Mermod . Lui connait et pratique le sujet. Oui, CRISPR/Cas9 représente vraiment un saut extraordinaire pour le génie génétique. Pourtant la problématique est compliquée et remplie d’obstacles. Le chemin jusqu’à la thérapie humaine généralisée sera long et difficile. La première difficulté (allégée par le résultat cité ci-dessus) est que la sélectivité des réactions chimiques n’est jamais parfaite. Sous la conduite de CRISPR, Cas9 coupe préférentiellement la séquence cible de l’ADN plutôt qu’ailleurs. Pour le système initial, le taux d’erreur était relativement élevé. Ce n’est pas très grave quand, selon les vieilles habitudes de génie génétique, l’essai retenu est sélectionné parmi tous les essais tentés. La situation est bien différente lorsqu’il s’agit d’aller corriger le gène abimé d’une personne malade. Il faut aller au bon endroit et nulle part ailleurs. C’est dur quand le bon endroit est un point de l’ADN parmi 3 milliards. La seconde difficulté est que l’intégration de CRISPR/Cas9 dans un système génétique est un peu comme d’y introduire une bombe à retardement qui peut rester présente après avoir effectué l’opération désirée. Personne ne souhaite voir son ADN équipé d’un système de sécateur automatique dont il faut pouvoir assurer le sommeil. Et des difficultés, il doit y en avoir pas mal d’autres. On va les voir venir d’autant plus rapidement que l’engouement pour les nouvelles méthodes s’étend.

 

 

– 509 – 14. TECHNOLOGIE, SENSEUR, MONITORING. Gao et al. (US) Gilles, Chantal. Un bracelet senseur pour enregistrer la transpiration et ses composants. Celui de Chantal ne fait que compter les pas et analyser les phases du sommeil. Celui de Gilles mesure aussi le pouls et déjà il semble plus malin. Un récent article (Science du 11.12.15) rapporté ici concernait ce qu’on peut espérer leur faire dire en améliorant le software. Le présent article rapporte sur le moyen de rendre le bracelet beaucoup plus inquisiteur. Ce multisenseur ne mesure pas seulement l’humidité de la peau, il analyse aussi le contenu de la sueur, ses sels et ses métabolites tels que glucose et lactate (il semble que le saut technologique est considérable). Pour faire bon poids, il prend la température. Bien sûr, toutes ces données sont envoyées sur le cloud, à disposition de ceux qui voudront s’y intéresser.

 

29.1.2016. Science 351, 6272.

– 444 -5. RÉFUGIÉS, recension. Arjun. Rawlence, B., City of thorns. Nine lives in the world’s largest refugee camp. 2016: Picador.

Le camp de Dadaab au Kenya fut établi en 1991-2 pour faire face à l’afflux de personnes chassées par la guerre en Somalie. Prévu initialement pour 90’000 réfugiés, il en compte maintenant 350’000 ou même 600’000 selon l’auteur. Rawlence est un ancien journaliste, membre de Human Rights Watch qui vécut 3 ans dans le camp. Sa vision de l’intérieur montre comment les habitants s’organisent, mais restent extraordinairement vulnérables dans un milieu que l’auteur évalue avec sévérité, y compris pour ce qui est du rôle des agences d’aide.

 

– 514 – 516. SEXE, MÂLE. C’est peu de chose, un mâle. Yamauchi et al. Laurée. Deux gènes pour substituer le chromosome Y. Chez les mammifères, c’est la présence du petit chromosome Y qui détermine le sexe mâle. En fait, il faut moins que ça. Chez la souris, le chromosome Y réduit aux deux seuls gènes Sry et Eif2s3y suffit à la fécondation. Dans le présent article, toujours sur la souris, les auteurs vont plus loin. (i) Sry est remplacé par l’activation transgénique du gène Sox, cible normale de l’activation par Sry situé sur le chromosome 9. (ii) L’effet d’Eif2s3y du chromosome Y est remplacé par la surexpression transgénique de Eif2s3x, son homologue, normalement peu exprimé, du chromosome X. De la fécondation de cette souris pseudo mâle résulte un mâle sans chromosome Y qui produit des gamètes fonctionnels. Ce travail montre que la « mâlitude » n’a pas grand-chose de spécifique, juste une affaire de réglage de quelques gènes femelles.

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