Life Sciences Université Paris-Saclay

Dans un article de synthèse publié dans Nature Plants, l’équipe Dynamique des chromosomes de l’Institut des Sciences des Plantes Paris-Saclay - IPS2 (CNRS/INRAE/UEVE/UParis/UPSaclay, Gif-sur-Yvette) résume nos connaissances actuelles concernant l’influence du métabolisme des acides nucléiques et de la dynamique de la chromatine sur le maintien de l’intégrité du génome.

Les mécanismes impliqués dans la détection et la réparation des dommages de l’ADN chez les plantes suscitent un intérêt croissant, mais sont principalement étudiés en réponse aux traitements génotoxiques. Ainsi, la totalité des revues disponibles sur le sujet porte sur les processus enclenchés en réponse aux dommages de l’ADN, mais très peu sur leur origine dans des conditions physiologiques, ou sur l’impact des modifications de la chromatine sur leur réparation. Pourtant, la principale source de lésions de l'ADN est l'activité cellulaire elle-même, et notamment le métabolisme des acides nucléiques. De plus, l’organisation de la chromatine influence fortement aussi bien la formation des dommages de l’ADN que leur réparation, notamment en ciblant de manière préférentielle les activités de réparation sur les régions codantes du génome. Ces relations complexes façonnent la distribution des mutations le long du génome.

Légende Figure : Voies impliquées dans la dynamique de la chromatine ou le métabolisme de l'ARN ayant une influence sur la formation de dommages à l'ADN ou le maintien de l’intégrité du génome chez les plantes.

Contact : cecile.raynaud@universite-paris-saclay.fr

Les inhibiteurs des points de contrôles immunitaires ont bouleversé le paysage des traitements antitumoraux, en conduisant à des réponses majeures et durables dans des cancers métastatiques longtemps considérés comme incurables. Ces succès majeurs dans des tumeurs telles que le mélanome, le cancer du poumon, de la vessie ou du rein, ne doivent pas faire oublier que seule une minorité de patients présente ces réponses exceptionnelles, et que les outils pour sélectionner les meilleurs candidats à ces traitements sont limités.

L’exploration des mécanismes d’action de ces immunothérapies s’est longtemps focalisée sur les lymphocytes T effecteurs, mais un nombre croissant de publications mettent désormais en lumière un rôle clef des lymphocytes B. L’équipe du laboratoire d’immunomonitoring en oncologie – LIO (CNRS UMS 3655 – INSERM US 23, UPSaclay/Gustave Roussy, Villejuif) avait notamment montré que les sous-populations B mémoires étaient favorablement associées à la survie dans le cancer du rein traité par immunothérapie (Carril-Ajuria et al., 2022).

Dans une nouvelle revue publiée dans Journal for Immunotherapy of Cancer, cette équipe revient sur l’importance des lymphocytes B dans la coordination de la réponse immunologique antitumorale, recouvrant l’activation des lymphocytes T cytotoxiques, la phagocytose et cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps, ainsi que la mémoire immunologique. Ces effets peuvent s’exercer grâce à la constitution de structures lymphoïdes tertiaires au sein de la tumeur, relais de la réponse immune permettant la maturation et l’expansion des lymphocytes B, et favorisant leurs interactions avec les cellules T et les cellules présentatrices d’antigènes.

Ces mécanismes doivent désormais être explorés à l’échelle de chaque type tumoral, où le contexte immunologique peut varier : certaines sous-populations B peuvent ainsi, selon le contexte, avoir un rôle pro- ou anti-tumoral. Le rôle des lymphocytes B régulateurs, une population mal connue et difficilement identifiable phénotypiquement, peut également expliquer certaines résistances à l’immunothérapie. Enfin, de nouveaux points de contrôle spécifiques des lymphocytes B commencent à être découverts, tel que TIM-1 (Bod et al., 2023), nouvelles cibles potentielles pour améliorer nos stratégies thérapeutiques d’immunothérapie.

Contact : ronan.flippot@gustaveroussy.fr

La compréhension et la prédiction de la réponse des cellules végétales dans des conditions environnementales complexes sont des défis majeurs en biologie végétale et en biologie prédictive. Dans une étude publiée dans Metabolic Engineering, les scientifiques de l’unité MaIAGE (INRAE/UPSaclay, Jouy-en-Josas) et de l’Institut Jean-Pierre Bourgin – IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles) ont développé un modèle d'allocation des ressources à l'échelle cellulaire et moléculaire pour la cellule photosynthétique de la feuille d'Arabidopsis thaliana, basé sur la méthode de modélisation sous contraintes appelée Resource Balance Analysis (RBA). Ce modèle contient le réseau métabolique et les principaux processus macromoléculaires impliqués dans la croissance et la survie des cellules végétales et localisés par compartiments cellulaires, et intègre ainsi des liens mécanistes explicites entre le génotype et le phénotype de la cellule végétale.

Les auteurs ont simulé le modèle dans des conditions environnementales variables de température, d’éclairement, de pression partielle de CO2 et d'O2, et ont comparé les simulations à des distributions de ressources connues et obtenues par protéomique ou fluxomique, à des traits phénotypiques quantitatifs tels que la vitesse relative de croissance, le rapport C/N, et enfin aux cinétiques de fixation de carbone données par le modèle empirique de Farquhar.

Le modèle a montré une bonne capacité de prédiction des échelles cellulaires. Il a donc le potentiel d’améliorer considérablement la prédiction des phénotypes des cellules végétales dans des conditions environnementales complexes, comme en limitation combinée d’apports hydriques, azotés ou de minéraux, et pour différents génotypes.

Contact : anne.goelzer@inrae.fr

L’essentialité présumée de la voie de synthèse des acides gras (FASII) chez de nombreux pathogènes a conduit au développement d'une classe prometteuse d'antibiotiques, appelés ici « anti-FASII ». Le Staphylocoque doré, pathogène majeur de l’homme et du bétail, est sensible aux anti-FASII, qui atteignent leurs cibles ; cependant, les bactéries continuent à se multiplier en utilisant les acides gras environnementaux (eFA pour ‘environmental fatty acids’, tels que présent chez l’hôte animal) pour produire ses phospholipides membranaires.

Dans une étude publié dans iScience, Paprapach Wongdontree et collègues de l’Équipe MicrobAdapt (Institut MICALIS Inrae/AgroParisTech/UPSaclay, Jouy-en-Josas), et en collaboration avec des équipes INSERM et CNRS, déchiffrent les conditions conduisant à l'adaptation des staphylocoques à l’arrêt de synthèse des acides gras, ici par un anti-FASII.

Des points clés de cette étude : 1- Le contournement de l’anti-FASII par l'incorporation d'acides gras provoque une reprogrammation massive des protéines du staphylocoque doré ; 2- L'adaptation aux anti-FASII entraîne une tolérance accrue au stress et une virulence réduite ; 3- Des stress oxydants, tel que le peroxyde, accélère l'incorporation d'acides gras et l'adaptation aux anti-FASII, impliquant le régulateur PerR.

Point essentiel à retenir : Les populations de bactéries pathogènes qui survivent au traitement anti-FASII subissent des changements durables et significatifs, qui peuvent exiger des moyens adaptés pour les détecter, et des traitements combinés pour les éradiquer.

Contact : alexandra.gruss@inrae.fr ou paprapach_w@kkumail.com

Dans une étude publiée dans Nucleic Acids Research, les scientifiques de l’Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay – IPS2 (CNRS/INRAE/UEVE/UPCité/UPSaclay, Gif-sur-Yvette) et de l’unité Génétique Quantitative et Evolution – GQE-Le Moulon (UPSaclay/CNRS/INRAE/AgroParisTech, Gif-sur-Yvette) ont étudié plusieurs caractéristiques épigénétiques sur des séquences uniques et répétitives dans la chromatine des plantes.

Les régulations épigénétiques, telles que l'accessibilité de la chromatine, le positionnement des nucléosomes et la méthylation de l'ADN, jouent des rôles cruciaux dans la détermination de la fonction des gènes. Cependant, les méthodes actuelles d'étude de la chromatine, qui reposent sur des technologies de séquençage à courte lecture, peinent à analyser les régions répétitives du génome et ne peuvent pas examiner plusieurs caractéristiques de la chromatine à la fois. Les auteurs ont utilisé le séquençage par nanopores à longue lecture pour obtenir un profilage haute résolution de l'accessibilité de la chromatine marquée par m6A ainsi que de la méthylation endogène des cytosines dans Arabidopsis et le maïs.

Grâce à cette approche, ils ont révélé des interactions entre l'accessibilité et la méthylation de l'ADN au sein des gènes, des éléments transposables et des régions centromériques. Ils ont également montré que cette méthode peut être utilisée pour détecter les empreintes de l'ADN dans les régions régulatrices, indiquant où les facteurs de transcription se lient à la chromatine pour contrôler l'activité des gènes.

Dans l'ensemble, ce travail fournit une approche puissante pour étudier simultanément plusieurs caractéristiques épigénétiques, offrant ainsi de nouvelles perspectives sur les mécanismes complexes de la régulation des gènes chez les plantes.

Contact : leandro.quadrana@universite-paris-saclay.fr

Certaines drogues et certains médicaments peuvent provoquer une hypertension artérielle pulmonaire (HTAP). La liste de ces médicaments est fréquemment mise à jour et ils sont classés entre « possiblement » et « définitivement » associés à l’HTAP. Le Bortezomib et le Carfilzomib sont des inhibiteurs du protéasome (IP), qui ont récemment été classés comme possiblement associés à l’HTAP dans les dernières recommandations.  

Une étude dirigée par le Pr David Montani, de l’UMR-S 999 « Hypertension pulmonaire : physiopathologie et innovation thérapeutique » (INSERM/UPSaclay, Le Plessis-Robinson et Le Kremlin-Bicêtre) et du Service de Pneumologie, Centre de Référence de l’Hypertension Pulmonaire (AP-HP, Hôpital Bicêtre), s’est penchée sur les caractéristiques des patients du registre Français développant une HTAP après exposition aux IP, concomitamment à une méta-analyse et une étude de disproportionnalité portant sur la base de données de l’OMS : Vigibase®. Publiée dans le European Respiratory Journal, l’étude a identifiée 11 patients ayant développé une HTAP après exposition aux IP dans le registre Français de l’HTAP : 6 après exposition au Carfilzomib, 5 après exposition au Bortezomib. L’étude de disproportionnalité a identifiée 166 cas d’HTAP après exposition aux IP depuis 2013, et l’étude de disproportionnalité a mis en évidence un signal statistiquement significatif pour le carfilzomib quelle que soit la définition, et le signal était inconstant pour le Bortezomib. La méta-analyse a identifié 17 essais cliniques et le Carfilzomib était associé de manière significative a un plus haut risque de dyspnée, dyspnée sévère et d’HTAP en comparaison au Bortezomib.

L’étude conclut que les IP peuvent induire une HTAP et que le Carfilzomib est associé à un signal plus fort que le Bortezomib, et ces patients doivent être surveillés régulièrement. 

Légende Figure : 3 méthodes complémentaires utilisées pour l’analyse des cas d’HTAP associés aux inhibiteurs du protéasome. Le Carfilzomib émet un signal plus fort que le Bortezomib.

Contact : david.montani@aphp.fr

Les principes actifs d’origine naturelle ont joué un rôle fondamental dans l’évolution de la pharmacie, contribuant à des avancées significatives en matière d’espérance de vie grâce à des traitements tels que les antibiotiques, les antiparasitaires et les anticancéreux. À l’ère des révolutions technologiques, notamment les sciences « omiques » et les sciences des données, ainsi que de l’émergence de nouvelles approches holistiques de la science, la biodiversité continue plus que jamais de fournir aux scientifiques des molécules biologiquement actives.

Mehdi Beniddir et Erwan Poupon, membres de l’équipe « Chimie des Substances Naturelles » de BioCIS – Biomolécules : Conception, Isolement, Synthèse (UMR 8076 CNRS/UPSaclay, Orsay), présentent dans un article prospectif publié dans les Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, leur analyse de la situation et des défis en 2024 concernant les médicaments « issus de la nature ». Ils dressent également un panorama des différentes initiatives qui visent à fédérer le domaine de la chimie des substances naturelles notamment dans le cadre de l’université Paris-Saclay.

Contacts : erwan.poupon@universite-paris-saclay.fr ou mehdi.beniddir@universite-paris-saclay.fr

Les globules rouges du sang des mammifères contiennent, en grande quantité, une molécule appelée hème (qui donne sa couleur rouge au sang). Cette molécule qui permet notamment la fixation de l’oxygène est aussi très réactive et très toxique. Lors de l’infection, des bactéries pathogènes, comme le staphylocoque doré, envahissent le sang et provoquent une hémolyse des globules rouges. L’hème toxique libéré peut alors rentrer en contact avec le pathogène.

Le staphylocoque est capable de détecter l’hème grâce à un senseur d’un système à deux composants spécifique baptisé HssS présent sur sa membrane. La détection de l’hème par ce capteur déclenche un mécanisme de défense aboutissant à la synthèse d’une pompe d’efflux de l’hème, lui permettant de survivre dans le sang et de progresser dans l’infection.

Dans une étude publiée dans mBio, des scientifiques de de l'Institut Micalis (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Jouy-en-Josas), en collaboration avec l’unité BIAM (Université Aix Marseille/CEA/CNRS, Cadarache) ont découvert par quel mécanisme le staphylocoque doré détecte l’hème. La modélisation structurale de HssS et de son interaction avec l’hème a permis de proposer un site de fixation unique pour ce type de senseur à l’interface de la membrane et de la partie extracellulaire du capteur. Une mutagenèse de HssS associée à une étude de sa fonction et de sa capacité à lier l’hème ont permis de vérifier ce modèle.

Ce système de défense du staphylocoque lui est indispensable pour survivre dans le sang. Face aux enjeux de l’antibiorésistance, ces résultats ouvrent de nouvelles pistes de stratégies antibiotiques par la recherche d'inhibiteurs de ce biosenseur.

Contact : delphine.lechardeur@inrae.fr

En France, l’élevage de truite arc-en-ciel se fait majoritairement dans des systèmes conventionnels où l’eau est dérivée d’une rivière pour ensuite circuler à travers les bassins d’élevage avant de retourner à son cours naturel. Le manque d'espace, la disponibilité limitée en eau douce et les préoccupations environnementales notamment concernant la durabilité des aliments aquacoles sont autant d’obstacles à l’expansion de la production conventionnelle de truite. Dans ce contexte, l’aquaculture biologique suscite un intérêt croissant car potentiellement moins impactante pour l’environnement. Toutefois, les évaluations objectives comparant les impacts environnementaux de systèmes piscicoles biologiques et conventionnels sont rares, et n’existent pas pour la trutticulture.

Dans une étude publiée dans Journal of Cleaner Production, les chercheurs de l’unité de Génétique Animale et Biologie Intégrative – GABI (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Jouy-en-Josas), en collaboration avec des collègues rennais, ont utilisé l’Analyse du Cycle de Vie (ACV), approche holistique d’évaluation des impacts environnementaux, pour comparer le bilan environnemental d’une production de truites basée sur des pratiques d’élevage conventionnelles ou biologiques. Pour cela, ils ont développé un modèle réaliste de ferme piscicole, basé sur des données recueillies auprès de fermes aquacoles bretonnes en intégrant les contraintes associées à une production conventionnelle versus celles du cahier des charges de la pisciculture biologique.

Ainsi, les chercheurs ont pu montrer que la production de truite biologique réduit considérablement les impacts environnementaux par tonne de truite produite pour la plupart des catégories d'impact étudiées, avec notamment une réduction de 11% pour les émissions de gaz à effet de serre ou encore 35% de l’écotoxicité de l’eau douce. Les seules exceptions sont l’eutrophisation des eaux douces et la dépendance à l’eau, où la production biologique entraîne des impacts plus élevés par tonne de truite. Les bénéfices environnementaux de la production biologique s’avèrent plus importants quand les impacts sont exprimés par unité de surface de production plutôt que par quantité de truite produite.

En conclusion, cette étude démontre clairement les avantages environnementaux de la production de truite biologique par des approches de modélisation. Cependant, les chercheurs soulignent la nécessité d'une interprétation prudente des comparaisons d'ACV, pouvant être influencées par les choix méthodologiques d'analyse. Les généticiens travaillent maintenant à l’utilisation des ACV pour la revisite des objectifs de sélection truiticole qui prennent en compte les impacts environnementaux de cette production.

Contact : simon.pouil@inrae.fr

L’équipe « microenvironnement tumoral » dirigée par Giorgio Seano au sein de l’unité Signalisation, Radiobiologie et Cancer (U1021/UMR3347/Institut Curie/ UPSaclay, Orsay) s’intéresse au glioblastome (GBM), un cancer du cerveau très agressif et de très mauvais pronostic afin d’identifier les mécanismes de résistance au traitement.

Dans une étude récemment parue dans Nature Communications des scientifiques de l’équipe ont pu mettre en évidence que la chimio et radiothérapie favorisent l’expansion d’un état cellulaire (nommé VC-resist).

En utilisant une combinaison d’approches innovantes (analyses transcriptomiques, protéomiques et phosphoprotéomiques, imagerie longitudinale et cultures organotypiques) l’équipe a pu démontrer que les cellules VC-resist sont préférentiellement localisées au contact des vaisseaux sanguins et sont capables de migrer le long des vaisseaux (co-option) permettant ainsi l’infiltration du GBM au sein du tissu cérébral environnant. Le contact de la cellule tumorael avec le vaisseau sanguin mais également les facteurs secrétés par ces vaisseaux sont capables d’induire l’état cellulaire VC-resist.

Enfin l’équipe a pu mettre en évidence que la radio et chimiothérapie induisent la co-option des vaisseaux sanguins.

Au niveau moléculaire l’équipe a pu montrer que les cellules VC-resist sont induites par l’activation de YAP1 et caractérisées par une résistance aux lésions de l’ADN, un enrichissement en phase G2M du cycle cellulaire et une activation des voies de senescence.

Ces résultats démontrent comment la co-option des vaisseaux, la niche périvasculaire et la plasticité des cellules du GBM conduisent conjointement à la résistance à la thérapie pendant la récurrence du GBM.

Contact : giorgio.seano@curie.fr

Clémentine Chirol est chargée de recherche à l’INRAE au sein de l’UMR ECOSYS (Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau) depuis janvier 2023. L’équipe s’intéresse au fonctionnement des systèmes agricoles face aux changements globaux et explore le levier de l’agroécologie pour l’atténuation et l’adaptation au changement climatique.

Clémentine est passée par plusieurs méandres avant de s’intéresser aux sols des systèmes agricoles. Elle a suivi une formation en Géosciences à l’université Pierre et Marie Curie. Des stages Erasmus à l’université de Southampton en Angleterre lui ont apporté une spécialisation en sédimentologie et géomorphologie du littoral. Ses premières recherches se sont centrées sur le fonctionnement et la restauration d’habitats littoraux. Son doctorat suivait l’évolution de marais littoraux restaurés en Angleterre en comparant, par télédétection, la morphologie des systèmes de chenaux irrigant ces systèmes avec ceux présents dans les marais littoraux naturels non perturbés.

Au cours de deux projets postdoctoraux en Angleterre (Queen Mary University, Londres) et en France (Laboratoire Sols et Environnement, Nancy), elle s’est ouverte à de nouvelles méthodes et thématiques, en particulier l’utilisation de la tomographie à rayons X pour visualiser et caractériser l’organisation spatiale 3D des sols. Cela l’a conduite à explorer les nombreux liens entre structure et fonctionnalités des sols, telles que leur stabilité, leur capacité de rétention en eau ou leur capacité à stocker du carbone. Elle a effectué des simulations de dynamique du carbone et produit des cartographies de services écosystémiques à l’échelle d’une région aux sols contrastés comprenant forêts, prairies et cultures.

Son poste de chargée de recherche à ECOSYS lui offre l’opportunité de considérer le sol comme théâtre d’activité des microorganismes. De même qu’une forêt comporte de nombreuses niches écologiques, le sol peut être considéré comme une mosaïque dynamique de microhabitats dans lesquels les microorganismes vivent et interagissent. L’exploration de ces micro-paysages nécessite de combiner plusieurs techniques d’imagerie (tomographie à rayons X, microscopie optique, microscopie électronique…) pour caractériser leur diversité physico-chimique et structurale. Comprendre les microhabitats du sol permettrait alors de mieux appréhender la fonctionnalité des agroécosystèmes soumis aux changements globaux.

“All you have is what you are, and what you give.” - Ursula K. Leguin, The Dispossessed

Contact : clementine.chirol@inrae.fr

Sylvain Fisson est Professeur en immunologie et spécialiste des thérapies géniques oculaires à l’Université d’Évry Paris-Saclay. Il effectue sa recherche à la fois au sein de Généthon à Évry et de l’Institut de la Vision à Paris, toutes deux unités INSERM. Portrait d’un chercheur engagé dans les thérapies innovantes.

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Notre utilisation constante d’appareils numériques peut affecter notre santé physique, notre bien-être social et potentiellement même notre cerveau. Ivan Jarić, chercheur au Laboratoire Écologie, Systématique et Évolution -ESE (CNRS/UPSaclay/AgroParisTech, Gif-sur-Yvette), a participé à une étude publiée dans World Psychiatry qui révèle que c’est peut-être davantage la façon dont nous passons notre temps en ligne, plutôt que le temps que nous passons, qui influence notre santé et notre bien-être.

En effet, une personne qui passerait quatre heures par jour en ligne, en interagissant constamment avec des notifications distrayantes puis en faisant défiler des flux infinis de médias courts qui peuvent être orientés algorithmiquement vers ses faiblesses, verrait sa concentration et son estime de soi diminuer. Une autre personne qui passerait le même temps mais utiliserait ce temps pour nouer de nouvelles relations sociales et engager son esprit avec un contenu éducatif stimulant, verrait augmenter son bien-être et son fonctionnement cérébral.

En rassemblant des études en neurosciences, en épidémiologie et en psychologie, cet article décrit comment les effets positifs ou négatifs de l'utilisation d'Internet pour un l’individu peuvent être influencés par des éléments simples comme l’âge, le genre et le statut sociodémographique, ainsi que par des facteurs complexes liés à la nature réelle de la « vie en ligne » des individus.

Il existe un corpus vaste et en croissance rapide de données numériques en ligne provenant des moteurs de recherche, des réseaux sociaux, des informations en ligne et des plateformes de partage de médias, qui vont grandement améliorer notre compréhension des effets de l'utilisation d'Internet à long terme.

Contact : ivan.jaric@universite-paris-saclay.fr

La population mondiale devrait dépasser 9 milliards en 2050 (http://esa.un.org/unpd/ppp/index.htm). La plupart de cette augmentation se produira dans les pays en développement d'Asie et d'Afrique. D'ici 2035, une augmentation de 26% de la production de riz sera essentielle pour nourrir la population croissante. Le riz (Oryza sativa L.) est un aliment de base pour plus de 3 milliards de personnes, principalement en Asie. Principalement, les variétés indica sont cultivées dans le sud de la Chine, en Asie du Sud-Est et en Asie du Sud, occupant environ 70% de la superficie rizicole mondiale, tandis que les variétés japonica sont principalement cultivées en Asie de l'Est. En raison de l'urbanisation et de l'industrialisation, une augmentation du rendement des variétés indica est un besoin pressant en Asie du Sud-Est et en Asie du Sud. De plus, une bonne qualité des grains (influant sur la valeur marchande) et un rendement élevé sont essentiels pour l'adoption de nouvelles variétés dans les zones locales.

Une amélioration significative du rendement dans les variétés modernes de riz a été réalisée par l'identification d'un gène, SPIKELET NUMBER (SPIKE), dans une variété de riz indonésienne. Le SPIKE a augmenté le rendement en grains d'une variété indica, IR64, largement cultivée sous les tropiques, sur quatre saisons au niveau des champs et a amélioré l'architecture des plantes sans changer la qualité des grains ni la période de croissance, ce qui est important pour l'adaptabilité régionale.

NARROW LEAF1 (NAL1) exerce une influence multifacette sur la morphologie des feuilles et le rendement des cultures. Une étude cristallographique récente a proposé que l'histidine 233 (H233) fasse partie de la triade catalytique. En collaboration avec un laboratoire chinois, le groupe de recherche au LBPA-Laboratoire de Biologie et Pharmacologie Appliquée (ENS Paris-Saclay/CNRS/UPSaclay, Gif-sur-Yvette) rapporte que contrairement à ce qui a été suggéré précédemment, H234 au lieu de H233 est un composant de la triade catalytique aux côtés des résidus D291 et S385 dans NAL1. De manière remarquable, le résidu 233 joue un rôle pivot dans la régulation de l'activité protéolytique de NAL1.

Cette étude, publiée dans Nature Plants, établit une base solide pour l'utilisation de NAL1 dans les programmes de sélection visant à améliorer le rendement des cultures. Elle montre que l'activité protéolytique de NAL1 peut être auto-régulée en fonction de la nature du résidu en position 233. Ces résultats élucident la nature unique de la triade catalytique de NAL1 et révèlent le mécanisme moléculaire responsable de l'augmentation de la production de grains dans les variétés de riz indica. En outre, ils introduisent une méthode immédiate et rationnelle pour améliorer le rendement en manipulant le résidu conservé 233 dans d'autres cultures.

Légende Figure : Une représentation en ruban du protomère NAL1SPIKE(31–458) (PDB 8PMM), mettant en évidence une vue détaillée du trou oxyanionique (à gauche) et de la triade catalytique (à droite), chacun étant encadré dans des boîtes désignées.

Contact : xxi01@ens-paris-saclay.fr

Chez les plantes à fleurs, les stérilités mâles cytoplasmiques (CMS) sont des incapacités à produire du pollen viable induites par des gènes mitochondriaux spécifiques. Elles induisent des polymorphismes sexuels dans les populations naturelles et sont largement utilisées pour la production au champ de semences hybrides chez les plantes cultivées. Les gènes inducteurs de stérilité ont été identifiés pour plusieurs CMS chez diverses espèces, mais les mécanismes par lesquels ces gènes, exprimés de façon ubiquitaire, conduisent à l'avortement du pollen sans affecter les autres organes restent très mal compris, bien que dans plusieurs cas un déficit de production d'ATP ait été documenté et soupçonné d'être la cause première de la stérilité.

Dans une étude publiée dans Journal of Experimental Botany, les scientifiques de l’Institut Jean-Pierre Bourgin – IJPB (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Versailles) en collaboration avec leurs collègues des Universités de Münster (Allemagne) et de Tokyo (Japon) ont utilisé des approches cytologiques pour mieux comprendre le processus d'avortement du pollen dans la CMS d'Arabidopsis thaliana.

Ils ont ainsi pu montrer que le développement des grains de pollen est désynchronisé dans les anthères des plantes stériles, la mort des grains survenant à des stades de développement variables. En utilisant une sonde ratiométrique fluorescente, ils ont établi que cette mort n'est pas déclenchée par un déficit en ATP. Ils ont également observé que le volume moyen des mitochondries augmente au cours du processus.

Cette étude souligne l'intérêt des nouveaux outils cytologiques permettant des approches centrées sur le pollen pour la compréhension des mécanismes mis en jeu par les mitochondries pour déclencher la mort pollinique.

Contact : francoise.budar@inrae.fr

Peu de petites molécules possèdent une plus grande diversité fonctionnelle que le glutathion. Connu depuis longue date pour ses rôles antioxydants et détoxifiants chez la quasi-totalité des organismes, ce tripeptide soufré intervient également dans bien d’autres processus chez les plantes, tels que la nutrition et la synthèse de molécules de défense, notamment contre les organismes pathogènes ou encore les métaux lourds (voir Figure). 

Dans un article de synthèse paru dans Journal of Experimental Botany, Graham Noctor et Mathias Cohen, de l’Institute of Plant Sciences Paris-Saclay - IPS2 (CNRS/INRAE/UEVE/UPSaclay, Gif-sur-Yvette), et leurs co-auteurs ont tenté de réaliser un bilan intégré de nos dernières connaissances de la biologie du glutathion chez les plantes, organismes sessiles contraints de faire face à de multiples agresseurs et stress pouvant significativement affecter leurs croissance et rendement.  

L’article est issu d’une collaboration entre l’équipe CCARS de l’IPS2 et des chercheurs du VIB-UGent Center for Plant Systems Biology, Belgique. C’est dans ce cadre international que le co-premier auteur, Mathias Cohen, réalise une thèse en co-encadrement dont la partie française est financée par une bourse de l’ADI, UP-Saclay.

L’article discute entre autres de la biosynthèse, du transport, et de la dégradation du glutathion, ainsi que les mécanismes par lesquels cette molécule, sous ses différentes formes, peut intervenir dans la régulation de la fonction protéique et de l’expression génique. Il inclut une méta-analyse approfondie, effectuée par M. Cohen, de l’expression des gènes associés au glutathion lors des réponses aux stress biotiques.

Globalement, l’article souligne l’importance du glutathion dans de multiples processus chez les plantes, notamment lors des interactions de ces dernières avec d’autres organismes, et discute des perspectives pour les recherches futures dans ce domaine.

Contact : graham.noctor@universite-paris-saclay.fr

L’entrée de calcium (Ca2+) activée par la vidange des stocks intracellulaires de Ca2+ appelée SOCE pour store-operated Ca2+ entry joue un rôle important dans l’homéostasie calcique de nombreux types cellulaires, y compris les cellules cardiaques. Malgré une expression de la machinerie SOCE conservée au cours de l’évolution dans le cœur, son activité reste limitée à l’âge adulte. Cette entrée SOCE est permise par les canaux Orai1 et leurs régulateurs, les protéines STIM (stromal interaction molecule) qui sont les senseurs calciques des stocks intracellulaires. La famille STIM comprend deux membres STIM1 et STIM2, mais le rôle de STIM2 reste méconnu dans le cœur.

Dans une étude publiée dans Cell Calcium, les scientifiques du Laboratoire de signalisation et physiopathologie cardiovasculaire (UMR-S 1180 Inserm/UPSaclay, Orsay) ont révélé la présence d’un variant d’épissage, STIM2.1 dans les cellules cardiaques qui agirait en tant qu’inhibiteur d’Orai1, altérant la dynamique calcique mitochondriale essentielle pour la fonction cardiaque. Ainsi, la présence de STIM2.1 pourrait expliquer la faible activité SOCE dans les cellules cardiaques adultes en conditions normales. Dans des conditions pathologiques, l’expression de STIM2.1 est diminuée dans les tissus ventriculaires de patients atteints d’insuffisance cardiaque gauche sévère, pouvant expliquer l’exacerbation de l’entrée SOCE observée dans de nombreux modèles expérimentaux d’insuffisance cardiaque.

STIM2.1 pourrait donc être une cible thérapeutique potentielle pour lutter contre les altérations de la signalisation calcique participant au développement de l’insuffisance cardiaque, syndrome qui reste un problème de santé majeur dans le monde malgré les avancées thérapeutiques récentes.

Contact : jessica.sabourin@universite-paris-saclay.fr

Luigi Maione est Maitre de Conférence des Universités - Praticien Hospitalier dans le Service d’Endocrinologie et des Maladies de la Reproduction de l’Hôpital Bicêtre, médecin enseignant chercheur affilié à l’unité mixte de recherche UMR-S 1185 (INSERM/UPSaclay) située au Kremlin-Bicêtre, depuis septembre 2015.

Après l’obtention de son Diplôme d’Etudes Médicales et celui d’Etudes Spécialisées en Endocrinologie en Italie (Univ Vanvitelli, Naples, en 2005 et 2011), il a continué son parcours académique par un Master 2 (Faculté de Médecine Paris-XI, stage à l’unité INSERM U693) et par une Thèse de Sciences (Univ Federico II, Naples) de 2012 à 2015. Il a connu le système français à l’occasion de deux stages Erasmus et il en a fait le sien.

Au cours de son parcours hospitalo-universitaire, il s’est occupé de plusieurs thématiques tant sur le plan clinique, de l’enseignement et de la recherche.

Son domaine d’expertise principal est représenté par la neuroendocrinologie de la reproduction, incluant ses études de structure et fonction des médiateurs intervenant, au niveau hypothalamique et hypophysaire, dans l’activation des cellules gonadotropes de l’hypophyse et dans la régulation endocrine et exocrine des gonades. Il a donc mené des travaux de biologie moléculaire sur la signalisation de la GnRH et de son récepteur sur des modèles cellulaires, et, plus récemment, sur des modèles murins, suivant une année de formation-mobilité à la Harvard Medical School, Brigham and Women’s Hospital, dans le laboratoire dirigé par le Pr. Ursula Kaiser (2019-2020). Au-delà de la recherche fondamentale, il porte et participe à plusieurs projets de recherche clinique impliquant des patients ayant des anomalies de l’axe gonadotrope (telles que l’hyogonadisme hypogonadotrope congénital et le syndrome de Kallmann). Il est régulièrement invité comme expert au niveau national et international, il anime des réunions multidisciplinaires au niveau français.

En parallèle de la neuroendocrinologie de la reproduction, il a pu profiter de la richesse des cohortes de patients du Centre de Référence des Maladies Rares de l’hypophyse (CRMR-Hypo), dont l’Hôpital de Bicêtre est site constitutif, pour gérer plusieurs projets de recherche clinique portant sur les patients porteurs de lésions hypophysaires. Courant 2024, il devient coordinateur du Centre constitutif CRMR-Hypo de Bicêtre.

Plus récemment, Luigi Maione a pu monter des projets innovants sur l’utilisation et l’exploitation des techniques d’imagerie couplées aux dosages in situ pour mieux caractériser les lésions cervicales antérieures (thyroïdiennes, ganglionnaires et parathyroïdiennes). Cette nouvelle expertise lui a permis d’obtenir une nouvelle casquette et une expertise reconnue par la création et participation à plusieurs évènements hospitaliers et académiques. Il a monté le projet Cyto-TRAIN, né pour l’apprentissage du geste de cytoponction cervicale, en collaboration du laboratoire de simulation LabForSIMS, de l’Université Paris Saclay, depuis 2022.

« Les grands esprits discutent des idées ; les esprits moyens discutent des événements ; les petits esprits discutent des gens » - Eleanor Roosevelt

Contact : luigi.maione@aphp.fr

Les solutions de biocontrôle (macroorganismes, microorganismes, substances naturelles, médiateurs chimiques) sont présentées comme des alternatives aux pesticides conventionnels car elles sont supposées avoir des impacts moindres sur la santé des écosystèmes et de l’Homme. Cependant, pour assurer la durabilité des solutions de biocontrôle, les conséquences de leur utilisation et les enjeux liés à la préservation de l’environnement doivent être documentés.

Dans une synthèse bibliographique publiée dans Environmental Science and Pollution Research, des chercheurs INRAE des UMR ECOSYS (Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau), ISA (Sophia Antipolis), Agroécologie (Dijon) et SAVE (Villenave d’Ornon), et de l’Université de Perpignan, font le point sur (1) les solutions de biocontrôle existantes, (2) la contamination de l’environnement par ces solutions, (3) leur devenir dans l’environnement, (4) leurs effets écotoxicologiques sur la biodiversité, et (5) leurs effets par rapport à ceux des pesticides conventionnels.

Si de nombreuses solutions insecticides et fongicides de biocontrôle sont disponibles, il ne se dégage pas actuellement de solutions herbicides qui puissent être considérées comme fiables et efficaces malgré l’importance des besoins.

Très peu d’études ont été publiées sur la contamination du milieu par les solutions de biocontrôle, leur devenir dans l’environnement et leurs effets. Le nombre de résultats le plus important concerne les organismes utilisés depuis plus de vingt ans (coccinelle Harmonia axyridis, bactérie Bacillus thuringiensis), et le plus souvent sous l’angle de leurs interactions avec d’autres organismes de biocontrôle. En effet, l’utilisation d’organismes vivants (micro et macroorganismes) en biocontrôle apporte une dimension spécifique par rapport aux pesticides conventionnels car ils peuvent s’implanter, se multiplier, se déplacer et coloniser d’autres milieux. Concernant les substances naturelles, les quelques résultats existants indiquent que, si la plupart d’entre elles ont une faible écotoxicité, d’autres (abamectine, phosphonates, spinosad) ont une toxicité équivalente voire supérieure à celle des pesticides conventionnels. Enfin, il n’y a presque aucun résultat concernant les médiateurs chimiques.

La connaissance des effets non intentionnels des solutions de biocontrôle s’est avérée très incomplète. Les recherches sur la contamination du milieu par ces solutions et leur écotoxicité doivent être amplifiées pour assurer la durabilité de leur utilisation.

Contact : laure.mamy@inrae.fr

Les acides aminés lévogyres (L-) sont majoritairement retrouvés dans les tissus animaux. Malgré la faible prévalence des acides aminés dextrogyres (D-), ils peuvent être retrouvés naturellement sous forme libre ou intégrés dans des protéines et peptides. Une altération de la régulation de production de ces acides aminés peut avoir des effets importants sur l’organisme, notamment dans le cas de pathologies liées à l’âge comme Alzheimer, où la production de ces acides aminés D- est exacerbée. Ces énantiomères sont considérés comme biomarqueurs potentiels et aucune technique n’est encore capable de les détecter et quantifier à faible concentration en raison de leurs masses et charges nettes identiques. Le développement d’une nouvelle méthode de détection de ces énantiomères représenterait donc un avancement majeur dans le domaine du diagnostic.

Le LAMBE (Laboratoire Analyse, Modélisation, Matériaux pour la Biologie et l'Environnement, UEVE/UPSaclay/CNRS/Cergy Paris Université, Evry‑Courcouronnes) a démontré, grâce à une technique de détection électrique par nanopore, l’identification et la discrimination de deux peptides biomarqueurs différents d’un seul acide aminé énantiomère : la L-Arginine et D-Arginine Vasopressine. Ces travaux ont été publiés dans ACS Central Science. Ces deux peptides ont été discriminés grâce à leurs conformations spécifiques en conditions natives ou réductrices. Afin d’identifier spécifiquement les signaux électriques attribués à chaque énantiomère, une analyse en composante principale puis une approche de Monte Carlo ont été utilisées.

Contact : Juan.pelta@univ-evry.fr ou benjamin.cressiot@cyu.fr

Les bactériophages sont des virus qui infectent les bactéries et sont considérés comme les entités vivantes les plus abondantes sur la Terre. Plusieurs enseignants-chercheurs appartenant à l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule - I2BC (CNRS/CEA/UPSaclay, Gif-sur-Yvette) se sont associés afin de découvrir de nouveaux phages infectant la bactérie Corynebacterium glutamicum, organisme essentiel pour la production mondiale de glutamate. Seuls six phages de C. glutamicum ont été caractérisés jusqu’à présent.

Dans le cadre des enseignements de licence de biologie à l’université Paris-Saclay, des prélèvements de sols et d’eau ont été réalisés par douze étudiants de 2ème année. Le phage PSonyx, capable d’infecter C. glutamicum, a ainsi été purifié à partir du bassin de la Tuilerie à Massy. A l’aide du microscope électronique de l’I2BC, les étudiants ont observé que la particule virale était un phage caudé avec une queue flexible. Le matériel génétique qu’ils ont purifié a été séquencé grâce au programme de coopération universitaire international SEA-PHAGES (Science Education Alliance- Phage Hunters Advancing Genomics and Evolutionary Science). Ensuite, 21 étudiants de 3ème année ont pris le relais pour analyser le génome de 80 kb. Les deux tiers des 141 gènes échappent à toute prédiction fonctionnelle et représentent un réservoir de fonctions antibactériennes à haut potentiel en biotechnologies.

Les résultats de ces enseignements innovants ont été publiés dans Microbiology Resource Announcements. Les 33 étudiants impliqués dans le projet font partie des auteurs de l’article : un tremplin important pour ces étudiants de licence vers la recherche !

Contact : ombeline.rossier@universite-paris-saclay.fr ou christophe.regeard@universite-paris-saclay.fr

Prenant pour cas d’étude la rouille brune du blé, une étude expérimentale conduite à BIOGER (INRAE/UPSaclay, Campus Agro Paris-Saclay, INRAE Palaiseau) a montré qu’une agressivité supérieure (composante quantitative de pathogénicité) peut compenser une absence de virulence, c’est-à-dire l’incapacité à infecter des variétés de blé porteuses d’un gène de résistance pourtant largement déployé.

L’utilisation de gènes de résistances impose une forte pression sélective sur les populations pathogènes des végétaux, conduisant à l'émergence de nouvelles virulences et parfois leur généralisation. Le travail mené dans l’équipe ADEP de BIOGER sur la rouille brune du blé a révélé que la fréquence des virulences dans la population française de Puccinia triticina ne s’explique pas totalement par le déploiement des gènes de résistance dans le paysage.

L’étude publiée dans Journal of Plant Pathology, troisième article issu de la thèse de Cécilia Fontyn, encadrée par Henriette Goyeau, Frédéric Suffert et Thierry Marcel, est né du constat que deux pathotypes (définis par leur combinaison de virulences) ayant dominé le paysage variétal français entre 2012 et 2015 ont été présents à des fréquences équivalentes, en dépit de l'avantage théorique conféré à l’un d’eux (166 317 0) par la virulence au gène Lr3 tandis que l'autre (106 314 0) était avirulent. Les isolats représentatifs du génotype le plus fréquent au sein du pathotype 106 314 0 (G2) ont été plus agressifs que ceux représentatifs du second 166 317 0 (G1), et ce pour les trois composantes testées sur plantules en serre, à savoir l’efficacité d'infection, la période de latence et la capacité de sporulation.

Ces résultats expérimentaux inédits démontrent que l'agressivité est capable de compenser une absence de virulence envers un gène de résistance majeur et peut jouer un rôle significatif dans l'évolution des populations pathogènes.

Contact : frederic.suffert@inrae.fr

Dans une revue publiée dans Blood Cancer Journal, des chercheurs de l’UMR-S 1287 « Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes » (INSERM/UPSaclay/Gustave Roussy, Villejuif) font le point sur les mutations de RAS dans les hémopathies myéloïdes.

Les mutations des gènes NRAS et KRAS sont retrouvées dans 10 à 30% des hémopathies malignes myéloïdes. Dans l’ensemble, ces mutations tendent à conférer un pronostic défavorable dans les hémopathies myéloïdes aiguës et chroniques. Plusieurs scores pronostiques récents ont d’ailleurs incorporé le statut mutationnel de RAS. Bien que les mutations de RAS ne se comportent pas toujours comme des facteurs pronostiques indépendants, elles influencent significativement la progression de la maladie et la survie des patients. Cependant, leur impact clinique dépend à la fois du type de mutation, du type d’hémopathie, et de la nature du traitement administré. Des données récentes indiquent également que les mutations de RAS entraînent une résistance aux thérapies ciblées, en particulier aux inhibiteurs de FLT3, IDH1/2 ou JAK2, ainsi qu’à la combinaison azacitidine-vénétoclax.

L’étude de nouvelles stratégies et combinaisons thérapeutiques qui ciblent plusieurs composants de la voie RAS, à la fois en amont et en aval, constitue un domaine actif de recherche. Cet article vise à fournir une revue complète des connaissances actuelles sur les mutations de RAS dans les hémopathies malignes myéloïdes, incluant leur prévalence et leur distribution, les événements génétiques de coopération, l’architecture et la dynamique clonales, leurs implications pronostiques et leur ciblage thérapeutique.

Contact : aline.renneville@gustaveroussy.fr

Frédéric Taran est directeur de recherche au CEA et chef du service de chimie bioorganique et de marquage (SCBM) au sein du département Médicaments et technologiques pour la santé (MTS – Univ. Paris-Saclay, CEA, INRAE). À l’interface de la chimie et de la biologie, sa spécialité est la chimie bioorthogonale et ses applications dans le domaine de la santé, en particulier pour le diagnostic et le traitement de cancers. Coordonnant plusieurs projets de recherche aux niveaux national et international, le chercheur est un acteur majeur de cette communauté, distingué en 2023 par le Prix Seqens de l’Académie des sciences.

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