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LE GNOME D'EMILIANIA

 

Paris, 12 JUIN 2013


Le génome d'Emiliania enfin décrypté


Le génome d'Emiliania huxleyi, une espèce emblématique du phytoplancton marin, a été déchiffré pour la première fois par un consortium international impliquant des équipes françaises principalement du CNRS, de l'UPMC, de l'Inra, d'Aix-Marseille Université et de l'ENS1. Les scientifiques ont découvert que le génome de ce micro-organisme marin unicellulaire extrêmement abondant contient au moins un tiers de gènes en plus que le génome humain, tout en étant vingt fois plus petit. Autre surprise : il est très complexe, ce qui fournirait à Emiliania une importante capacité d'adaptation. Le séquençage a été réalisé au Department of Energy Joint Genome Institute aux Etats-Unis. Ces travaux font l'objet d'un article dans la revue Nature le 13 juin 2013.
Les océans sont responsables de plus de la moitié de la production d'oxygène de la planète grâce à l'activité de photosynthèse du phytoplancton (ou plancton végétal) marin. Responsables de la majorité de cette photosynthèse océanique, les protistes, des micro-organismes marins eucaryotes (avec un noyau), unicellulaires et parfois photosynthétiques restent méconnus. Ni bactérie, ni virus, ni plante, ni animal à proprement parlé, les protistes présentent une grande plasticité tant anatomique que physiologique, et un métabolisme complexe. Emiliania huxleyi est un protiste appartenant à la lignée des haptophytes2. De par son extrême abondance, cette toute petite cellule planctonique forme une espèce emblématique du phytoplancton marin. Dotée de métabolismes fondamentaux variés (photosynthèse, calcification, etc.), elle est connue pour son micro-squelette calcaire qui rend l'océan blanc-laiteux et visible depuis l'espace, lorsque les cellules se multiplient en gigantesques efflorescences.

Pour décrypter le génome d'Emiliania, premier génome d'haptophyte séquencé, les scientifiques ont utilisé treize souches de cette espèce provenant de tous les océans qui ont ensuite été isolées dans différents laboratoires (certaines proviennent de la riche collection de la station biologique de Roscoff qui contient plus de 500 références d'Emiliania). Première découverte, le génome d'Emiliania huxleyi est vingt fois plus petit que le génome humain : il est constitué de 141 millions de bases (le génome des diatomées a environ 24  millions de bases et le génome humain environ 3 200 millions). Mais, surprise, il contient au moins un tiers de gènes en plus que le génome humain. En effet, le consortium international a mis en évidence la présence de plus de 30 000 gènes codant pour toutes sortes de protéines et de fonctions, dont plus de la moitié sont totalement inconnues dans les bases de données génétiques existantes.

D'autre part, les treize souches séquencées, que l'on croyait relativement proches, ne partagent en moyenne que 75% de leurs gènes : on pourrait parler de génome-cœur d'Emiliania. Ainsi, 25% des gènes ne sont présents que dans certaines souches : ce génome « permutable » est composé des gènes spécifiques à certaines souches. Cette configuration en « pan-génome » (avec un génome-cœur entouré d'un génome permutable) est typique des bactéries et des archées. Sa genèse chez Emiliania doit encore être documentée. La présence d'une telle proportion de gènes spécifiques à certaines souches est remarquable pour un organisme eucaryote sexué. Elle offre sans nul doute à Emiliania une flexibilité génomique et des capacités d'adaptation élevées.

 

DOCUMENT              CNRS                  LIEN

 
 
 
 

CANCER

 

Paris, 27 octobre 2012


Du nouveau sur la fonction d'une molécule prometteuse comme cible des traitements anti-cancéreux.


L'un des défis actuel des traitements contre le cancer est de les adapter au mieux aux patients : on parle aujourd'hui de traitements personnalisés (qui prennent en compte les profils génétiques, métaboliques). Face à ce besoin croissant de personnalisation, la recherche fondamentale est plus que jamais nécessaire au développement de futurs traitements pertinents. Des chercheurs de l'Inserm et du CNRS au sein de l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) et de l'Institut de recherche de l'école de biotechnologie de Strasbourg (Irebs) à Strasbourg se sont intéressés à la PARG, considérée actuellement comme une nouvelle cible thérapeutique prometteuse dans le traitement des cancers, et ont mis en évidence le rôle de cette molécule dans le contrôle de l'expression des gènes. Ces résultats sont publiés en ligne le 25 octobre 2012 dans la revue Molecular Cell.
Au cours de leur vie les cellules subissent de nombreux stress. Certains ont pour conséquence d'endommager L'ADN. Les cellules possèdent heureusement plusieurs mécanismes permettant de réparer ces lésions. La cassure des deux brins de l'ADN est l'une des atteintes les plus graves qu'un chromosome puisse subir. La cellule doit absolument réparer cette cassure pour continuer à se diviser. Soit la réparation s'effectue de manière optimale et la cellule reprend son cycle normal de division, soit la lésion n'est pas réparée correctement et va provoquer la mort de la cellule, ou l'apparition d'anomalie pouvant entraîner des cancers.

L'un des mécanismes de réparation mis en œuvre est la poly(ADP-ribosyl)ation. Dans ce mécanismes, certaines molécules (les PARP) détectent les cassures de l'ADN et provoquent la synthèse de poly(ADP-riboses) qui se lient aux protéines, initialisant ainsi le système de réparation des lésions. Ce système est donc à la fois salvateur si la réparation se fait correctement mais également néfaste en cas de mauvaise réparation.

Dans le cas d'un cancer, pour être sûr de provoquer la mort de ces cellules, des inhibiteurs de PARP sont actuellement en phase de test clinique comme adjuvants thérapeutiques afin de mieux sensibiliser les cellules cancéreuses à certaines chimiothérapies.

Du côté de la recherche fondamentale, les chercheurs savaient que le mécanisme de la poly(ADP-ribosyl)ation est réversible et finement régulé par la Poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG). PARP et PARG semblent donc constituer un tandem de molécules dédiées au maintien de l'intégrité du génome. Le ciblage de PARG s'avère potentialiser l'action d'agents génotoxiques, faisant de cette molécule une nouvelle cible thérapeutique prometteuse dans le traitement de certains cancers, au même titre que PARP.

PARG est toutefois une molécule encore peu étudiée mais vu ses liens étroits avec PARP, les chercheurs se sont intéressés de très près à ses fonctions.

Dans ce nouveau travail, les chercheurs ont démontré que PARG, outre son rôle dans la réparation du génome, était impliquée dans la modulation de l'activité transcriptionnelle de la cellule.

Vu l'engouement actuel porté aux inhibiteurs de PARP et de PARG dans le traitement du cancer, il est indispensable de connaître précisément non seulement les fonctions et modes d'action de ces cibles thérapeutiques prometteuses, mais également les conséquences de leur invalidation. Cette étude est la première à mettre en évidence le mécanisme d'action de PARG dans la régulation de l'expression des gènes.

 

DOCUMENT                  CNRS                    LIEN

 
 
 
 

L'LECTROPHORSE

 

LA TECHNIQUE D'ÉLECTROPHORÈSE SUR GEL D'AGAROSE (2003)


Ce film, tourné dans l'Ecole de l'ADN du Palais de la découverte, présente la technique d'électrophorèse sur gel d'agarose. Cette technique, utilisée quotidiennement dans les laboratoires de biologie moléculaire, est une étape incontournable pour visualiser, étudier et manipuler l'ADN. Julie Voisin, médiatrice scientifique, présente et commente les différentes phases de la technique : - préparation d'un gel d'agarose - dépôt des échantillons - migration des fragments d'ADN dans la cuve électrophorétique - visualisation des fragments d'ADN. Cette technique est le point de départ de nombreuses applications comme la comparaison d'échantillons en criminalistique, les tests de paternité, la sélection d'un fragment d'ADN destiné à la fabrication d'un OGM. Pour en savoir plus ou pour expérimenter vous-même cette technique, venez participer à un atelier de l'Ecole de l'ADN au Palais de la découverte. Des questions ? Envoyez un mail à « ecole.adn@palais-decouverte.fr »
GénériqueProduction déléguée Science en cours Production éxecutive Studio vidéo université Paris 7 – Denis Diderot Auteur Anne-Hervé Minvielle Médiateur scientifique Julie Voisin Image et son Jean-Paul Flourat Réalisation et montage Samia Serri Copyrihgt Palais de la découverte Université Paris 7 – Denis Diderot Octobre 2003

 

VIDEO               CANAL  U                LIEN


(si la video n'est pas accéssible,tapez le titre dans le moteur de recherche de CANAL U.)

 
 
 
 

LE DIALOGUE MOLCULAIRE DES SYMBIOSES

 

LE DIALOGUE MOLÉCULAIRE DES SYMBIOSES


L'azote est l'un des constituants des molécules organiques. Il constitue, sous la forme d'azote moléculaire N2, environ 80% de l'atmosphère terrestre. Cependant, il représente un facteur limitant majeur de la croissance des végétaux cultivés car ceux-ci ne peuvent l'utiliser que sous des formes non gazeuses, ammoniac ou nitrates. Seules les bactéries dites fixatrices d'azote peuvent utiliser l'azote gazeux N2 et le transformer en ammoniac. Comme cette réaction est très coûteuse en énergie, certaines se sont associées en symbiose avec des organismes photosynthétiques capables de transformer l'énergie lumineuse en énergie chimique. L'homme utilise ces associations ou symbioses en agriculture : - la symbiose entre des cyanobactéries et des fougères aquatiques est utilisée comme ""engrais vert"" dans les rizières asiatiques - la symbiose entre les bactéries du sol rhizobium avec les légumineuses (pois, trèfle, soja) permet de diminuer l'apport d'engrais azotés de type nitrates dans les pays occidentaux. Les mécanismes intimes des interactions entre les deux partenaires de la symbiose rhizobium-légumineuses sont étudiés par les scientifiques. Ils espèrent pouvoir créer une symbiose entre les rhizobium et les céréales. L'apport d'engrais azotés et la pollution conséquente s'en trouveraient d'autant diminués.

 

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