Catégorie d'actualités : Publications marquantes

J.-M. Bonmatin coauteur du rapport EXPOSOME de l’ANSES (mars 2023)

J.-M. Bonmatin est un des 7 rédacteurs du groupe de travail du Conseil Scientifique de l’ANSES ayant travaillé sur la prise en compte de l’exposome pour les évaluations des risques.

Ce rapport de 197 pages est accessible sur https://www.anses.fr/fr/system/files/AUTRE2022METH0197Ra.pdf.

Représentation en 4 modules de l’étude de l’exposome illustrés par quelques exemples : de l’écosystème, origines des expositions, aux réponses biologiques et effets sur la santé en passant par les niveaux d’expositions externes, internes. La bulle temporelle souligne que l’exposome étudie les expositions sur la vie entière. Les flèches indiquent les relations entre les différents modules.

 

Les auteurs proposent la définition de l’exposome suivante : « L’exposome correspond à la totalité des expositions néfastes comme bénéfiques à des agents chimiques, biologiques et physiques, en interaction avec le statut physiologique, le milieu de vie et le contexte psycho-social, que connaît un organisme vivant de sa conception jusqu’à la fin de sa vie, afin d’expliquer son état de santé. » Les différents types de dangers qui peuvent se combiner sont principalement : les agents chimiques, les agents physiques, les polluants de l’air, les agents biologiques les nano et fibres ainsi que les déterminants sociaux. Le rapport détaille nombre de recommandations au travers d’exemples variés comme la problématique des travailleurs et des déchets, la qualité de l’air, le pesticide chlordécone, des outils numériques et la santé des enfants et adolescents, etc.

La spectroscopie Raman capable de détecter des biomolécules sous la surface de Mars

Chlorophylline, bêta-carotène, mélanine, chitine, cellulose, naringénine et quercétine : ces composés aux consonances exotiques sont des biomolécules permettant à certains organismes de résister à des conditions environnementales extrêmes. Ils constituent ainsi des cibles privilégiées pour la recherche de vie sur Mars. Afin d’évaluer leur résistance aux conditions martiennes, une expérience nommée BIOMEX, pour BIOlogy and Mars EXperiment, a été menée à l’extérieur de Station Spatiale Internationale (ISS).

Les molécules ont été mélangées à des analogues de sol Martien avant d’être exposées au rayonnement solaire à l’extérieure de l’ISS pendant 469 jours. De retour sur Terre, ils ont rejoint le Centre Aérospatial Allemand (DLR) de Berlin pour être analysés par spectroscopie Raman.

La spectroscopie Raman permet de déterminer la composition moléculaire et minéralogique d’un échantillon. Compatible avec les missions spatiales robotiques, elle fait partie des techniques clés pour l’exploration de Mars et la recherche de traces de vie. Le rover Perseverance de la NASA qui sillonne actuellement le cratère Jezero est équipé de deux instruments de ce type et la future mission ExoMars de l’ESA utilisera également un spectromètre Raman pour détecter de possibles biosignatures sur Mars à l’horizon 2030.

L’expérience BIOMEX a impliquée de nombreux chercheurs, dont les membres de l’équipe Exobiologie du CBM. Les résultats, publiés dans la revue Science Advances, révèlent que ces biomolécules résistent bien aux conditions de Mars ; les minéraux composant le sol Martien ayant un effet protecteur contre les UV. Plus important, l’étude montre que ces molécules pourraient être identifiées sans difficulté sur Mars par spectroscopie Raman.

Biosignature stability in space enables their use for life detection on Mars
Mickael Baqué,Theresa Backhaus et al.
Science Advances, Vol 8 -DOI: 10.1126/sciadv.abn7412

Environnement géologique de l’origine de la vie et questions ouvertes sur son émergence

L'origine de la vie est l'une des questions les plus fondamentales de l'humanité. Elle est abordée par un large éventail de chercheurs de différents domaines, avec des approches et des idées différentes quant à la façon dont elle est apparue. Cependant, ce qui manque aux expériences de chimie prébiotique, ce sont des informations précises sur l'environnement et les conditions régnant sur la Terre primitive à l'ère Hadéenne (4,5-4,0 Ga). En particulier, il y a un manque de connaissance sur les ingrédients inorganiques qui étaient disponibles, la stabilité et la longévité des divers environnements suggérés comme lieux d'émergence de la vie, ainsi que la cinétique et la fréquence des étapes prébiotiques ayant conduit aux premiers systèmes vivants.

Cette contribution passe en revue notre compréhension actuelle de la géologie de la Terre primitive à l'époque où la vie a émergé. Après avoir décrit le scénario géologique, nous évoquons les questions encore ouvertes sur l'origine de la vie : la vie a-t-elle commencé organiquement ou sous forme minéralogique ? Si organiquement, quelle était l'origine des constituants organiques de la vie ? Qu'est-ce qui est venu en premier, le métabolisme ou la réplication ? Quelle a été l'échelle de temps pour l'émergence de la vie? Nous concluons que la voie à suivre pour la chimie prébiotique est une approche fusionnant géologie et chimie, c'est-à-dire des cycles de réactions loin de l'équilibre se produisant de manière répétée et itérative sur des surfaces minérales dans des conditions hydrothermales.

Setting the geological scene for the origin of life and continuing open questions about its emergence
Frances Westall1, André Brack, Alberto G. Fairén and Mitchell D. Schulte
Frontiers in Astronomy and Space Sciences - 05 January 2023 - Volume 9 - doi : 10.3389/fspas.2022.1095701 9:1095701

Bispidines et manganèse : un couple gagnant

Etant un métal essentiel pour la vie et un très bon agent de relaxation, le Mn2+ a un grand potentiel pour remplacer le Gd3+, dont l’innocuité a été mise en question. Dans l’objectif d’assurer la complexation stable et inerte du Mn2+, le groupe « Complexes métalliques et IRM » du CBM et leurs collaborateurs à l’Université de Heidelberg en Allemagne ont créé un chélateur sélectif au Mn2+. Cette molécule contient quatre pyridines et un carboxylate en position de coordination sur une bispidine et possède une structure hautement rigide et préorganisée, parfaitement adaptée à la taille du Mn2+. Au-delà d’une stabilité thermodynamique, le nouveau ligand L confère au complexe de Mn2+ une sélectivité remarquable vis-à-vis du zinc, son principal compétiteur biologique. La différence de structure entre les complexes de Mn2+ (octa-coordinnée) et de Zn2+ (hexa-coordinnée) souligne l’adaptation du ligand à la taille légèrement plus grande du Mn2+, alors qu’il est trop gros pour le Zn2+. L’efficacité IRM du complexe MnL est ~30 % plus élevée que celle des systèmes typiques de Mn2+. Des études IRM in vivo dans des souris contrôles, même réalisées à une très basse dose (0.02 mmol/kg), indiquent un excellent signal et une élimination rénale. Pour la première fois, ce complexe combine stabilité, sélectivité, inertie et propriétés de relaxation inégalées, toutes de la première importance pour une application en IRM.

D. Ndiaye, P. Cieslik, H. Wadepohl, A. Pallier, S. Même, P. Comba, and É. Tóth, Mn2+ bispidine complex combining exceptional stability, inertness and MRI efficiency, J. Am. Chem. Soc. 2022, doi : 10.1021/jacs.2c10108
JACS spotlight sur cet article : https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c12719

J.-M. Bonmatin coauteur d’une tribune dans “Le Monde” du 6 décembre 2022

J.-M. Bonmatin est un des rédacteurs et premiers signataires d’une tribune issue d’un collectif de deux cents chercheurs en toxicologie et médecins. Cette tribune est publiée dans le journal Le Monde du 06 décembre 2022. La tribune regrette que soient encore repoussées les réformes européennes nécessaires et urgentes pour la protection de la santé, s’agissant des produits chimiques et en particulier des perturbateurs endocriniens et pesticides (règlements REACH et SUR).

 

 

 

 

 

 

Le texte complet de la tribune est accessible ici

Les signataires de la tribune sont listés ici

Lien vers Le Monde ici

 

Une avancée majeure sur la compréhension de la réparation des lésions dans l’ADN

L’équipe « Réparation de l’ADN : structure, fonction et dynamique» vient de dévoiler, dans la prestigieuse revue Nucleic Acid Research, comment les ADN glycosylases d’archées font pour reconnaître et réparer, au niveau moléculaire, certaines lésions dans leur ADN.

Pour en savoir plus :
Structural and functional determinants of the archaeal 8-oxoguanine-DNA glycosylase AGOG for DNA damage recognition and processing
Coste Franck, Goffinont Stéphane, Cros Julien, Gaudon Virginie, Guérin Martine, Garnier Norbert, Confalonieri Fabrice, Flament Didier, Suskiewicz Marcin Josef, Castaing Bertrand https://doi.org/10.1093/nar/gkac932

Identification of a ‘double‘ protein post-translational modification

Proteins are the main ‘molecular machines’ of the cell. To efficiently perform their tasks, they have to be dynamically switched on and off, recruited to specific cellular locations, and degraded in a timely manner. One of the main mechanisms that regulate these processes is temporary covalent attachment, to a protein, of extra regulatory elements known as protein post-translational modifications. The modification reaction is catalysed by specific enzymes and can lead to changes in protein activity, localisation, or half-life. Two of the common protein modifications are ubiquitin and ADP-ribose, each of which can be linked directly to a protein substrate.

In the study published in Science Advances, an international team of researchers, including Vincent Aucagne, Marcin Suskiewicz, and Hervé Meudal from the CBM in Orléans, led by Ivan Ahel and Dragana Ahel groups at the University of Oxford, have demonstrated that these two individual modifications can be joined together, producing a ‘double’ protein modification. The enzymes responsible for this process are DELTEX E3 ligases, which can efficiently attach ubiquitin to protein-linked ADP-ribose. A key contribution of Orléans scientists to the project was the analysis of the ubiquitin-ADP-ribose linkage performed using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR) equipment of the new MOV2ING platform in Orléans.

The study shows that different protein modifications can be joined together to either combine two regulatory signals or produce a third, distinct signal, with a specific function. This shows previously unappreciated level of complexity in protein regulation.

While the role of ubiquitin-ADP-ribose in cells remains unclear, DELTEX enzymes have previously been linked to both development and antiviral response. The authors showed that the SARS-CoV-2 virus possesses enzymes that can remove the new modification, possibly allowing the virus to inhibit the host immune response.

Références :
Kang Zhu, Marcin J. Suskiewicz, Hloušek-Kasun, Hervé Meudal, Andreja Mikoč, Vincent Aucagne, Dragana Ahel and Ivan Ahel
DELTEX E3 ligases ubiquitylate ADP-ribosyl modification on protein substrates
Science Advances, 5 Oct 2022, Vol 8, Issue 40 DOI: 10.1126/sciadv.add4253