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Articles marquants dans le Science du 31 août 2012

Le génome dénisovien séquencé. La séquence complète du génome de l'homme de Dénisova décrite dans un nouveau travail permet de préciser la relation qui existait entre cet humain archaïque étroitement apparenté à l'homme de Néandertal et l'homme moderne. Les fossiles de Dénisoviens sont rares et leur existence n'a été connue qu'en 2010 à partir seulement d'un bout de doigt et deux molaires mis au jour dans la grotte de Denisova, dans le massif montagneux de l'Altaï au sud de la Sibérie. Comme ils ne disposaient que d'un minuscule échantillon de matériel provenant de l'os du doigt, Svante Pääbo et son équipe ont mis au point un traitement qui ouvre la double hélice d'ADN de façon à ce que chacun de ses brins puisse être séquencé. Cette méthode leur a permis de produire une séquence avec une grande redondance (30X) similaire à celle obtenue pour le génome humain moderne.
Les chercheurs ont comparé ce génome avec celui de plusieurs hommes modernes issus du monde entier. Les Dénisoviens semblent avoir apporté une partie de leur génome à celui de l'homme moderne mais dans une proportion variable suivant les individus. Par exemple, les habitants de Papouasie-Nouvelle-Guinée présentaient le plus de gènes en commun avec l'homme de Denisova. Les allèles dénisoviens se retrouvent en plus grand nombre dans les populations d'Asie ou d'Amérique du Sud qu'en Europe mais ils pourraient dans ce dernier cas provenir de croisement avec l'homme de Néandertal plutôt que de Denisova.
L'étude fait état de plusieurs autres découvertes. Par exemple, l'individu de Denisova dont le génome a été séquencé portait des allèles en rapport avec une peau foncée, des cheveux et des yeux bruns dans les populations actuelles. Les chercheurs ont aussi produit une liste de changements récents dans le génome humain qui sont apparus après la séparation de l'homme de Denisova, c'est-à-dire uniques à l'homme moderne. La diversité génétique des Dénisoviens eux-mêmes étaient extrêmement faible mais les chercheurs précisent que cela n'était pas dû à de la consanguinité. Étant donné la vaste aire géographique occupée par les Dénisoviens au cours du temps, il est probable que leur population originellement faible s'est rapidement accrue sans que la diversité génétique ait eu le temps de se développer. S'il apparaît à l'avenir que la taille de la population de l'homme de Néandertal a changé d'une certaine manière avec le temps, cela pourrait suggérer selon les chercheurs qu'une seule population sortant d'Afrique a donné naissance à la fois aux hommes de Denisova et de Néandertal.

Article n°22 : « A High Coverage Genome Sequence from an Archaic Denisovan Individual » par M. Meyer, M. Kircher, M.-T. Gansauge, F. Racimo, K. Prüfer, C. de Filippo, Q. Fu, M. Siebauer, U. Stenzel, J. Dabney, A.M. Andrés, J. Kelso et S. Pääbo du Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology à Leipzig, Allemagne. Pour une liste complète des auteurs, voir le manuscrit.


Le sol peut nous renseigner sur la résistance aux antibiotiques. Les bactéries du sol et les pathogènes humains échangent rapidement les gènes de multirésistance aux antibiotiques, ce qui suggère que les bactéries de l'environnement pourraient jouer leur part dans la crise actuelle de résistance aux antibiotiques indique une nouvelle étude. Ces résultats pourraient changer nos idées actuelles sur la résistance aux antibiotiques et sur les moyens de la combattre. Le sol est l'un des habitats microbiens les plus grands et des plus variés sur Terre et de plus en plus considéré comme une vaste source de gènes de résistance aux antibiotiques. Le sol n'entre pas seulement en contact avec les antibiotiques largement utilisés dans l'élevage et l'agriculture mais c'est aussi un habitat naturel pour les bactéries du genre Steptomyces dont les espèces sont à l'origine de la majorité de tous les antibiotiques produits naturellement. Kevin Forster et ses collègues ont trouvé par séquençage métagénomique sept gènes de résistance dans les bactéries du sol d'une ferme qui sont parfaitement identiques avec ceux de diverses souches de Salmonella, Klebsiella pneumoniae et d'autres pathogènes sources de maladies. Les chercheurs ont aussi découvert que de multiples gènes de résistance étaient regroupés et encadré par des éléments d'ADN mobiles connus pour permettre le transfert de gène entre bactéries. Bien que l'étude n'ait pas été conçue pour déterminer comment les organismes du sol et les pathogènes humains échangent leurs gènes, elle suggère que la contamination du sol et de l'eau avec des déchets contenant de fortes concentrations d'antibiotiques ainsi que l'utilisation excessive d'antibiotiques chez les animaux d'élevage sont probablement des facteurs contribuant à la sélection de gènes de résistance aux antibiotiques chez des bactéries de l'environnement.

Article n°20 : « The Shared Antibiotic Resistome of Soil Bacteria and Human Pathogens » par K.J. Forsberg, A. Reyes, B. Wang, G. Dantas, E.M. Selleck de la Washington University School of Medicine à St. Louis, MO ; M.O.A. Sommer de la Technical University of Denmark à Lyngby et du Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability à Hørsholm, Danemark.


Deux étoiles pour deux planètes. Les astronomes savaient que certaines planètes peuvent tourner autour d'une paire d'étoiles au lieu d'une. Maintenant, de nouvelles données fournies par le télescope spatial Kepler montrent qu'un tel système binaire peut aussi héberger un système planétaire complet. Jérome Orosz et ses collègues rapportent la détection de Kepler-47, un système de deux petites planètes orbitant autour d'une paire d'étoiles de faibles masses. Les rayons des planètes internes et externes sont respectivement 3,0 et 4,6 fois celui de la Terre, tandis que la paire d'étoiles consiste en une étoile comparable au Soleil et un companion qui fait environ le tiers de sa taille. Selon les chercheurs, la planète interne tourne autour du système binaire en 49,5 jours et la planète externe en 303,2 jours. Celleci est très probablement une géante gazeuse, donc impropre à la vie, bien que les chercheurs disent qu'elle se trouve dans la « zone habitable » où de l'eau liquide pourrait exister. La découverte de Kepler-47 remet en cause les modèles traditionnels de formation des planètes et démontre que des systèmes peuvent se former et persister autour de systèmes binaires d'étoiles malgré leur environnement chaotique.

Article n°21 : « Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multi-Planet System » par J.A. Orosz, W.F. Welsh, D.R. Short et G. Windmiller de la San Diego State University à San Diego, CA. Pour une liste complète des auteurs, voir le manuscrit.


Comment les vrilles du concombre hissent la plante vers le soleil. Au lieu de développer une solide tige pour s'élever, le plant de concombre produit des vrilles qui rampent vers le haut et s'attachent à des structures plus élevées. Puis la vrille s'enroule, hissant la plante au soleil. Une nouvelle étude révèle comment ce processus prend place et pourquoi le poids de la plante ne fait pas dérouler la vrille. Sharon Gerbode et ses collègues ont remarqué qu'un mince ruban de cellules dans les vrilles devenait « lignifié » ou rigide au cours de l'enroulement. Ils ont fait l'hypothèse que celui-ci était dû à la contraction du ruban comparé à l'autre côté. Un modèle physique de la vrille, formé de deux rubans de silicium étirés avec une force différente, vérifiait la prédiction faite par les auteurs. Il y avait cependant une différence inattendue entre le comportement du modèle et les fibres de la vrille réelle. Lorsque pris à ses extrémités et étiré, le modèle se déroule simplement jusqu'à son état déroulé initial. Dans les fibres de la plante, le ruban s'enroule encore plus si étiré, même si en forçant il finit aussi par se dérouler. Gerbode et ses collègues ont imaginé que ce « surenroulement » pouvait se produire parce que la fibre résistait d'une certaine manière si elle était recourbée mais pouvait plutôt tourner autour de son axe central. Le surenroulement permettrait à chaque hélice dans l'enroulement de garder la même courbure mais aussi un étirement géométrique le long de son axe. Les chercheurs ont alors modifié leur modèle en ajoutant une structure en ruban rigide à l'intérieur de l'hélice pour empêcher l'élongation et un fil de cuivre à l'extérieur pour empêcher la contraction. Ce modèle a alors montré un surenroulement significatif qui a confirmé l'hypothèse des auteurs.

Article n°16 : « How the Cucumber Tendril Coils and Overwinds » par S.J. Gerbode, L. Mahadevan, J.R. Puzey et A.G. McCormick de l'Université de Harvard à Cambridge, MA ; S.J. Gerbode du Harvey Mudd College à Claremont, CA.

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