La méthylation de l'ADN, catalysée par les ADN methyltransférases (DNMTs), est une marque épigénétique très étudiée pour son rôle dans l'embryogenèse et la cancérogenèse. Les scientifiques ont utilisé pour la première fois des approches de cartographie à l'échelle du génome pour étudier le rôle des DNMTs dans la mise en place des profils de méthylation et la transcription du génome dans l'embryon de souris. Ces travaux, publiés dans la revue Nature communications, révèlent de nouvelles fonctions de la méthylation de l'ADN chez les mammifères.

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Les mutations somatiques du gène TP53 sont l'une des altérations les plus fréquentes dans les cancers humains, et les mutations germinales de ce gène sont la cause du syndrome de Li-Fraumeni, qui prédispose à un large éventail de cancers. Cette étude, publiée dans la revue Science Advances, montre qu’une mutation du gène XAF1 module la probabilité d'apparition (pénétrance) du cancer chez les porteurs de la mutation TP53 p.R337H (« mutation brésilienne »), qui est très répandue dans la population des États du sud du Brésil.

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Dans le cadre d’une collaboration internationale, des scientifiques ont déterminé pour la première fois la structure atomique d’oligomères du peptide β-amyloïde, impliqué dans la maladie d’Alzheimer. Ces oligomères, formés dans un environnement mimant la membrane cellulaire, provoquent une disruption de son intégrité laissant ainsi passer eau et ions. La connaissance de cette structure pourrait ainsi révéler un nouveau mécanisme de toxicité des oligomères du peptide β-amyloïde, une accumulation de ces derniers étant observée dans le cerveau aux stades précoces de la maladie d’Alzheimer. Ce travail est publié dans la revue Nature Communications.

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Deux théories formulées il y a un peu plus de 40 ans visent à décrire pourquoi les plantes produisent une telle diversité de métabolites et comment celle-ci leur permet de lutter contre les insectes. Une étude publiée dans la revue Science Advances combine des développements récents en métabolomique et la théorie de l’information pour tester les prédictions de ces deux théories (« Optimal defense » et « Moving target ») et ainsi mieux comprendre selon quelles stratégies les plantes font face à leurs ennemis naturels.

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Chez les plantes, les échanges gazeux avec l’atmosphère sont contrôlés par des pores délimités par deux cellules de garde nommés stomates. Cette étude, publiée dans la revue PNAS, a employé des sondes fluorescentes intracellulaires pour mettre en lumière une nouvelle facette des mécanismes de transport d’ions contrôlant l’ouverture les stomates. Ces données donnent un éclairage nouveau sur cette structure essentielle pour la résistance des plantes à la sècheresse et la fixation du CO₂.

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La fonction de mobilité est au centre de la vie de nombreuses cellules, y compris du parasite Toxoplasma, l’agent causal de la toxoplasmose.  Pour ce dernier, des scientifiques ont mesuré en temps réel les forces exercées lors de ses déplacements. Ils sont parvenus à décrypter comment le parasite prend périodiquement appui sur la surface et utilise un système « ressort » qui fournit l’énergie permettant sa propulsion. Cette découverte, publiée dans la revue ACS nano, révèle le mécanisme ingénieux développé par le toxoplasme pour naviguer dans des matrices tissulaires et coloniser ses cellules-hôtes.

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Inspiré de la photosynthèse, le photo-splitting de l’eau est la réaction qui utilise l’énergie solaire pour transformer les molécules d’eau en dioxygène (O₂) et en  dihydrogène (H₂). Cette recherche est pénalisée par des matériaux onéreux et peu abondants, des faibles rendements et la production d’un mélange gazeux de H₂ et O₂ difficile à séparer. Des chimistes de l’I2BC, de l’ICP et de l’ICMMO ont mis au point un matériau carboné sous forme de nanostructures de polymère conjugué qui est capable de reproduire cette réaction efficacement sous éclairement et l’hydrogène est stocké sur un composé organique. Ces travaux sont publiés dans la catégorie hot article de la revue Chemical Science.

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Sous forme de gaz naturel ou de biogaz, le méthane est généralement brûlé pour produire de la chaleur, ce qui libère différentes molécules à fort effet de serre. Il peut à la place être transformé en éthane, afin de fabriquer des polymères, mais cette réaction consomme beaucoup d’énergie et laisse de nombreux déchets. Des chimistes de l’UCCS, du GPM et de l’université de Keele (Royaume-Uni) ont donc développé un nouveau système, à base de catalyseurs d’argent. Ces travaux, publiés dans Nature Energy, permettent d’obtenir de l’éthane à température ambiante et avec moins de 10 % de déchets.

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Dans une France en plein confinement, Arnaud Gautier, directeur de recherche CNRS à l’Institut de Chimie de Clermont-Ferrand a abandonné le télétravail pour renouer avec la paillasse et répondre à une urgence : la synthèse d’une molécule pour une start-up américaine développant des tests rapides de dépistage du SARS-CoV-2. Retour sur cette période singulière.

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La chronologie des occupations paléolithiques de la grotte de Lascaux a pu être affinée par de nouvelles datations des vestiges matériels. Ces occupations se situeraient 1000 à 1500 ans plus tôt que les datations obtenues à la fin des années 1990, à une phase charnière entre les traditions culturelles du Badegoulien (23-21 mille ans avant le présent) et du Magdalénien (21-14 mille ans avant le présent). Ces résultats ont été publiés dans la revue Paleo.

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Les changements de régimes de précipitations entraînent aussi bien des sècheresses que des inondations. Une étude récente montre comment ils érodent généralement la base des pyramides trophiques dans les écosystèmes d’eau douce de l'Amérique du Sud et l'Amérique centrale, avec des implications négatives pour la dynamique des réseaux d’interactions trophiques. Ces résultats ont été publiés dans Nature Communications.

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Les éléments transposables sont des séquences d’ADN parasites des génomes, qui ont la propriété de se déplacer et de se multiplier le long des chromosomes. Lorsqu’ils transposent, ils sont à l’origine de mutations qui peuvent être délétères ou source d’innovations génétiques. S’il est connu que certains facteurs comme les stress peuvent déclencher la transposition, la compréhension de la dynamique de ces séquences dans les génomes n’est encore que partielle. Une étude publiée dans PNAS montre que les infections virales sont un nouveau facteur à l’origine de la modulation de l’activité des éléments transposables.

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A partir d’un jeu de données conséquent de morphométrie 3D, une équipe de scientifiques a étudié le rôle de la métamorphose (stratégie de développement très répandue - 80 % des espèces d’insectes et plus de 50 % des vertébrés) et des changements environnementaux associés, sur l’évolution de la diversité morphologique du système crânien des salamandres. Selon leurs résultats, la métamorphose permet une plus grande autonomie des os impliqués dans la prise alimentaire. Ce qui facilite, durant la vie de l’animal, une évolution rapide des parties du corps qui sont remodelées au cours de la métamorphose. Ces résultats ont été publiés dans Nature Ecology & Evolution.

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Dans un contexte d'incertitude, les gouvernements utilisent les modèles statistiques pour prendre en urgence des mesures politiques qui affectent les conditions non seulement de vie mais aussi de mort. Dans un article publié dans la revue Nature, une équipe internationale et interdisciplinaire propose cinq principes pour un usage responsable de ces modèles et appelle non pas à mettre fin à la quantification, ni à adopter des modèles prétendument apolitiques, mais à opter pour une divulgation pleine et entière de leurs apports et limites.

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Afin d’atténuer l’impact du Covid-19 sur les populations les plus démunies, une équipe de responsables tribaux, d’anthropologues, de médecins et de responsables politiques régionaux ont mis en place un plan de prévention et d’endiguement du Covid-19 en Amazonie Bolivienne. Les détails de ce plan ont été publiés dans la revue The Lancet en mai dernier.

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Des chercheurs du LAAS-CNRS et de TBI sont parvenus à caractériser, au moyen d'un microscope à force atomique (AFM), le rôle des filaments protéiques (pili) à la surface de la cellule lors de l'interaction entre deux bactéries. Ces résultats sont publiés dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces.

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Alice Guionnet est directrice de recherche au CNRS et académicienne. Elle donnera la Bernoulli Lecture au 8^e congrès européen des mathématiciens, prévu en juillet 2020 et reporté du fait de la crise sanitaire à juin 2021, à Portorož en Slovénie. Cet entretien nous emmène dans le monde des matrices aléatoires et leur utilité dans de très nombreux domaines scientifiques et technologiques. Alice Guionnet nous y parle aussi de son engagement comme académicienne et mathématicienne auprès du grand public.

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En avril 2020, MODCOV19, la plateforme de coordination des actions de modélisation autour du Covid-19, proposait à Vincent Calvez d’aider l’ARS de Mayotte à modéliser le développement de l’épidémie sur l'île. L'Insmi a interrogé le chercheur sur ce travail et ses suites. Directeur de recherche au CNRS, Vincent Calvez est porteur d'un projet ERC starting et ERC consolidator grant sur la modélisation et l’analyse de phénomènes de propagation en biologie.

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En utilisant un champ de forces magnétiques, des chercheurs ont réussi à emprisonner un liquide dans un autre, et à le manipuler. Cette méthode permet de supprimer les parois des circuits fluidiques utilisés en biologie et en chimie qui limitaient leur miniaturisation. Ces résultats sont publiés dans la revue Nature.

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La collaboration Atlas annonce la mise en évidence d’un phénomène aussi rare que spectaculaire : la production simultanée de quatre quarks tops. Cette mesure, qui a donné beaucoup de fil à retordre aux scientifiques, a été présentée fin mai à la conférence Large Hadron Collider Physics (LHCP2020). Elle devrait permettre de tester le Modèle Standard de la physique des particules dans des régions encore inexplorées. Retour sur cette chasse de 10 ans avec Romain Madar du Laboratoire de physique de Clermont.

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Un astre compact pesant environ 2,6 fois la masse du Soleil a été découvert par les collaborations Virgo et LIGO. Jamais aucun astre compact de masse comprise entre 2,5 et 5 masses solaires n'avait été observé et c’est pourquoi cet intervalle est connu sous le nom anglais de « mass gap », une lacune dans la distribution de masses. Dans cet intervalle, les astres sont trop lourds pour être des étoiles à neutrons et trop légers pour être des trous noirs. Mais alors, quelle est la nature de cet astre ?

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Grâce à des expériences menées en laboratoire à l’Observatoire des sciences de l’Univers de Rennes, des chercheurs ont pu observer pour la première fois les structures formées à micro-échelle par le mélange de deux fluides dans un empilement aléatoire de billes, l’archétype du milieu poreux. Ils ont ainsi pu mettre en évidence un mécanisme systématique de mélange dit « chaotique », reposant sur l’étirement et le repliement exponentiels des interfaces de contact entre les fluides.

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Une équipe de recherche internationale vient pour la première fois d’établir, au niveau mondial, un lien entre le changement de disponibilité en eau pendant les saisons sèches et le changement climatique induit par l'Homme. Elle met également en évidence une intensification des saisons sèches dans de nombreuses régions extratropicales, souvent causée par une plus grande évaporation plutôt que par une réduction des précipitations.

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En étudiant le typhon Morakot, survenu à Taïwan en 2009, des chercheurs ont découvert que l’érosion produit par ce phénomène extrême avait augmenté le nombre de séismes de faible magnitude et de faible profondeur dans la région pendant les 2,5 années suivantes. Si de nombreuses études ont montré que les tremblements de terre peuvent avoir un impact sur l'érosion et les paysages, ce nouveau résultat est la première preuve directe du processus inverse.

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Comprendre l’évolution thermique précoce du Système solaire est un problème crucial en sciences de l’Univers. Les chondrites carbonées, des météorites pierreuses primitives, sont nos meilleurs témoins des événements ayant eu lieu à cette époque. Les transformations subies par ces chondrites étaient jusqu’alors perçues comme liées à une altération aqueuse de basse température. Une nouvelle étude des associations minéralogiques formées par les fumeroles du volcan Kudryavy (îles Kouriles, Russie), suggère que certains minéraux des chondrites résulteraient plutôt d’une interaction gaz-roche de haute température.

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