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Selon les informations du lundi 15 juillet, les principaux contenus de sites Web scientifiques étrangers bien connus sont les suivants :

Site Internet "Nature" (www.nature.com)

Les scientifiques ont découvert pour la première foismammouthchromosomes presque complets

Il y a environ 50 000 ans, un mammouth est mort dans des circonstances mystérieuses dans la toundra sibérienne.Dans des échantillons de sa peau, les chercheurs ont découvert des chromosomes préservés dans des structures tridimensionnelles (3D) vierges trouvées dans les temps anciens.ADNconsidéré comme impossible dans l’étude.

L'équipe a également révélé la structure spatiale des molécules d'ADN du mammouth et les gènes actifs sur sa peau, y compris un gène responsable de donner au mammouth son apparence velue. La recherche a été récemment publiée dans la revue Cell.

Il y a environ 40 ans, des scientifiques ont découvert que des fragments d’ADN pouvaient survivre dans des spécimens anciens, notamment dans des momies égyptiennes datant d’il y a des milliers d’années. Mais avec le temps, l’ADN se dégrade et subit des dommages chimiques, rendant presque impossible la reconstruction de la structure tridimensionnelle du génome à partir de ces fragments. Personne n’a tenté d’étudier l’organisation des chromosomes dans les noyaux des cellules anciennes, en raison de l’hypothèse selon laquelle la structure tridimensionnelle de l’ADN se perdrait avec le temps.

Pour contester cette hypothèse, les chercheurs ont mené une étude de neuf ans à la recherche d'échantillons d'ADN anciens bien conservés, et ont finalement découvert un chromosome presque complet dans un échantillon de peau de mammouth laineux découvert dans le pergélisol sibérien. Ce mammouth est mort il y a 52 000 ans. Les chercheurs ont analysé la structure des chromosomes du mammouth, révélant le repliement de la molécule d'ADN et son organisation spatiale dans le noyau de la cellule - deux caractéristiques cruciales pour déterminer quels gènes sont activés et pendant combien de temps.

Le directeur des sciences biologiques de Colossal Biosciences, une société américaine de biotechnologie, a déclaré que la méthode décrite dans l'article peut également aider les chercheurs à assembler un génome complet de mammouth. L'entreprise s'efforce de ressusciter le mammouth.

Site Internet « Science Daily » (www.sciencedaily.com)

1. Comment les plantes résistantes au froid s’adaptent à l’environnement : les plantes polyploïdes peuvent accumuler des mutations structurelles

Les plantes résistantes au froid comme Cochlearia se sont bien adaptées au climat froid de la période glaciaire. En alternant périodes chaudes et périodes froides, ils ont développé de nombreuses espèces du genre Cistus, ce qui a également conduit à une prolifération de génomes. Des biologistes évolutionnistes de l'Université de Heidelberg en Allemagne, de l'Université de Nottingham au Royaume-Uni et de l'Université de Prague en République tchèque ont étudié l'impact de cette duplication du génome sur le potentiel adaptatif de la plante. Les résultats montrent que les plantes polyploïdes – espèces possédant plus de deux ensembles de chromosomes – peuvent accumuler des mutations structurelles avec des adaptations locales qui leur permettent d’occuper encore et encore des niches écologiques.

Le genre Lithospermum de la famille des Brassicacées s'est séparé de ses parents méditerranéens il y a plus de 10 millions d'années. Alors que leurs descendants directs se sont spécialisés dans la gestion du stress dû à la sécheresse, les fucus ont conquis les habitats froids et arctiques au début de la période glaciaire, il y a 2,5 millions d’années. Dans des études antérieures, les chercheurs ont étudié comment les plantes du genre Cistus se sont adaptées à plusieurs reprises à une alternance rapide de périodes froides et chaudes au cours des 2 derniers millions d'années. En outre, certaines des espèces de cistes nouvellement apparues et adaptées au froid ont développé des pools génétiques distincts qui sont entrés en contact les uns avec les autres dans les régions froides. L'échange de gènes crée une population dotée de plusieurs ensembles de chromosomes. À mesure que la taille de leur génome continue de diminuer, ils sont capables d’occuper encore et encore des niches écologiques dans des régions plus froides.

La présente étude a séquencé le génome diploïde de référence d’une espèce alpine du genre Cistus et a reconstruit ce qu’on appelle un pangénome.Il relie différentes séquences du génome, montrant ainsi l'héritage entre les individus et d'autres espèces.Mutations . L'analyse de plus de 350 génomes de différentes espèces de Lithospermum avec différents nombres de chromosomes a montré que les polyploïdes présentent plus fréquemment des variations localement adaptatives de la structure du génome que les espèces diploïdes.

Ces mutations structurelles sont masquées par des duplications supplémentaires du génome et sont donc quelque peu protégées de la pression de sélection, car l'accumulation de variantes structurelles entraînerait également une perte de fonction. Grâce à leur modèle, l’équipe a en outre démontré que des variations structurelles spécifiques à la polyploïdie se produisent également dans des régions génétiques susceptibles de jouer un rôle important dans l’adaptation future au climat.

2. L’IA peut accélérer l’analyse des images IRM cardiaques et conduire à un meilleur traitement des maladies cardiaques

Une équipe de chercheurs de l’Université d’East Anglia, de l’Université de Sheffield et de l’Université de Leeds au Royaume-Uni a créé un modèle d’intelligence artificielle (IA) qui utilise l’IA pour analyser les images du cœur obtenues à partir d’analyses par résonance magnétique (IRM).

L’analyse d’une image IRM peut prendre 45 minutes ou plus aux médecins, mais le nouveau modèle d’IA ne prend que quelques secondes.

Alors que d'autres études ont étudié l'utilisation de l'IA dans l'analyse des images IRM, ce dernier modèle d'IA a été formé à l'aide de données provenant de plusieurs hôpitaux et de différents types de scanners, et a été réalisé sur un groupe différent de patients provenant de différents hôpitaux. De plus, ce modèle d'IA fournit une analyse complète du cœur entier en montrant des vues des quatre ventricules, alors que la plupart des études antérieures se concentraient uniquement sur les deux ventricules principaux du cœur.

"Cette innovation pourrait conduire à un diagnostic plus efficace, à de meilleures décisions de traitement et, à terme, à de meilleurs résultats pour les patients atteints de maladies cardiaques", ont déclaré les chercheurs.

3. Un moyen simple de sauver des viesPhagesFacile à transporter et à partager

Les phages, qui détruisent souvent naturellement les bactéries lorsque les antibiotiques échouent, pourraient changer le cours de la médecine et de l’agriculture, d’autant plus que la résistance aux antibiotiques se développe à l’échelle mondiale. Chaque forme de phage est spécialisée pour attaquer une forme spécifique de bactérie, ce qui permet au phage de cibler spécifiquement l'infection sans affecter les bactéries bénéfiques.

Un défi majeur pour exploiter le vaste potentiel des phages est de savoir comment les obtenir plus facilement et plus rapidement. Il n’existe actuellement aucune banque centrale de phages ; seules des banques locales dispersées de phages existent dans des endroits tels que des laboratoires de recherche et des cliniques privées. Pour aggraver les choses, les phages vivants doivent être suspendus dans des flacons de liquide et réfrigérés ou congelés, ce qui rend le stockage des phages fastidieux et entrave le transport et le partage efficaces des collections de phages.

Des chercheurs de l'Université McMaster au Canada et de l'Université Laval ont collaboré pour développer une nouvelle façon simple de stocker, d'identifier et de partager les bactériophages, les rendant ainsi plus accessibles aux patients qui en ont besoin.

Ils ont développé une plate-forme de stockage à sec qui joue un rôle majeur dans leur nouveau système convivial, capable de faire correspondre rapidement des infections spécifiques avec des phages capables de les arrêter.

Au cœur du nouveau système se trouve un nouveau milieu en forme de pilule qui stocke les phages sans avoir besoin de réfrigération et les combine avec un milieu qui produit une lueur visible lorsque les phages répondent à une infection cible.

La nouvelle technologie permet de conserver les phages à température ambiante pendant des mois jusqu'à ce qu'ils soient nécessaires et combine des biobanques et des laboratoires d'essais dans un petit emballage.

Les travaux de l'équipe de recherche sont décrits dans un article récemment publié dans la revue Nature Communications.

Site Web du Scitech Daily (https://scitechdaily.com)

1. Une expérience biologique d'un siècle révèle les secrets génétiques de l'orge

Une étude à long terme menée depuis 1929 a révélé des informations importantes sur l'évolution de l'orge, montrant son adaptation à différents environnements et l'influence significative de la sélection naturelle. Cette étude met en évidence les limites de la sélection évolutive et souligne la nécessité d'une exploration plus approfondie pour améliorer les rendements des cultures.

La survie des plantes cultivées après dispersion dans différents environnements est un exemple classique d’évolution adaptative rapide. Par exemple, l’orge, une culture néolithique importante, s’est largement répandue après avoir été domestiquée il y a plus de 10 000 ans et est devenue une source majeure de nutrition pour les humains et le bétail en Europe, en Asie et en Afrique du Nord pendant des milliers de générations. Une expansion et une culture aussi rapides ont soumis l'orge à une forte pression de sélection, y compris une sélection artificielle pour les caractères souhaités et une sélection naturelle qui l'a forcé à s'adapter à divers nouveaux environnements.

Bien que des études antérieures sur les variétés d'orge précoces aient identifié certaines histoires génétiques de leurs populations et cartographié les locus génétiques qui ont contribué à leur propagation, la vitesse et la dynamique globale de ces processus ont été difficiles à déterminer sans observation directe. Grâce à l'hybridation composite de l'orge II (CCII), l'une des expériences évolutives les plus anciennes et les plus anciennes au monde, les chercheurs ont observé le processus d'adaptation local de l'orge sur près d'un siècle.

Bien que l'orge possédait des milliers de génotypes au début des expériences, l'étude a montré que la sélection naturelle réduisait considérablement cette diversité, effaçant presque tous les génotypes fondateurs, entraînant la dominance des lignées monoclonales qui formaient la plupart des populations. Cette transformation se produit rapidement, avec des clones établis dès la 50ème génération. Selon les résultats, cette lignée à succès est principalement composée d'allèles provenant d'un environnement de type méditerranéen. En outre, des études ont montré que les gènes ciblés par la sélection jouent un rôle important dans l’adaptation au climat, notamment une sélection forte sur le moment de la reproduction.

2. Le secret des excellentes performances du nouveau semi-conducteur organique NFA

L’énergie solaire joue un rôle essentiel dans la transition vers un avenir énergétique propre. Les panneaux solaires actuels à base de silicium ont leurs limites : ils sont coûteux et difficiles à installer sur des surfaces courbes. Pour remédier à ces défauts du silicium, les chercheurs ont développé des matériaux alternatifs, dont les plus prometteurs sont les semi-conducteurs dits « organiques ». Il s'agit d'un semi-conducteur à base de carbone, et le carbone est abondant sur Terre, bon marché et respectueux de l'environnement.

Un inconvénient des cellules solaires organiques est leur faible rendement de conversion photoélectrique, qui est d'environ 12 %, contre 25 % pour les cellules solaires en silicium monocristallin. Mais le développement récent d’une nouvelle classe de semi-conducteurs organiques, les accepteurs non fullerènes (NFA), a modifié ce paradigme. Les cellules solaires organiques fabriquées avec du NFA peuvent avoir un rendement proche de 20 %.

Malgré leurs performances exceptionnelles, la communauté scientifique ne sait toujours pas pourquoi les NFA sont nettement supérieurs aux autres semi-conducteurs organiques. Dans une étude révolutionnaire publiée dans la revue Advanced Materials, les chercheurs ont découvert un mécanisme microscopique qui explique en partie les performances supérieures du NFA.

La clé de cette découverte a été les mesures effectuées par les chercheurs à l'aide d'une technique expérimentale appelée « spectroscopie de photoémission à deux photons résolue dans le temps » ou « TR-TPPE ». Cette méthode a permis à l’équipe de suivre l’énergie des électrons excités avec une résolution temporelle inférieure à la picoseconde (1 picoseconde équivaut à un billionième de seconde, ou 10^-12 secondes).

Les chercheurs pensent que ce processus inhabituel peut se produire à l’échelle microscopique en raison du comportement quantique des électrons, qui permet à un électron excité d’être présent sur plusieurs molécules en même temps. Cette bizarrerie quantique coïncide avec la deuxième loi de la thermodynamique, ce qui entraîne un processus de gain d'énergie inhabituel. (Liu Chun)