News & events - Topic : Research

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Cellules épithéliales humaines

Le cheval de Troie du staphylocoque doré

La bactérie Staphylococcus aureus est responsable de nombreux types d’infections parfois mortelles chez l’humain. L’une de ses armes les plus redoutables est l’α-toxine, qui détruit les cellules de l’hôte en formant des pores au niveau de leurs membranes.

Des chercheurs du groupe de la Pre Sandra Citi de l’Université de Genève ont identifié le mécanisme qui permet l’ancrage de ces pores dans la membrane des cellules épithéliales. L’étude, publiée dans la revue Cell Reports, montre comment différentes protéines des cellules humaines s’assemblent en un complexe auquel s’arriment de nombreux pores, avec un verrou moléculaire qui stabilise le tout. Les biologistes démontrent également qu’il suffit de bloquer l’assemblage de deux des pièces du complexe pour que les pores puissent être enlevés de la membrane et que les cellules survivent. Identifier les mécanismes cellulaires de l’hôte qui contribuent à la virulence des toxines devient essentiel pour développer des approches thérapeutiques contre les bactéries résistantes aux antibiotiques.

Neurones dopaminergiques

La dopamine, élément clé de l’addiction à l’héroïne

L’addiction désigne l’envie répétée et irrépressible de faire ou de consommer quelque chose, malgré ses effets délétères. Celle-ci apparaît lorsqu’une substance ou un comportement crée des effets considérés comme positifs par les individus concernés, comme le plaisir ou la récompense, qui renforcent alors les comportements répétitifs. Mais, dans le cerveau, que se passe-t-il ?

En comprenant les processus cérébraux à l’œuvre qui mènent aux puissants effets addictifs de l’héroïne, les scientifiques du groupe du Prof. Christian Lüscher de l’Université de Genève permettent de mieux comprendre ce phénomène. Leurs résultats, à découvrir dans la revue eLife, ouvrent de nouvelles perspectives dans le domaine de la prévention et des traitements de la toxicomanie, mais aussi dans le développement de médicaments analgésiques non addictifs.

Ilot pancréatique de souris

Des cellules changent de métier pour contrer le diabète

Le diabète est caractérisé par une hyperglycémie persistante qui apparaît lorsque certaines cellules du pancréas – les cellules β – sont détruites ou ne sont plus capables de sécréter de l’insuline.

Le groupe du Prof. Pedro Herrera de l’Université de Genève est parvenu à montrer comment une partie des cellules α et δ du pancréas, qui produisent habituellement d’autres hormones, peuvent prendre le relais des cellules β endommagées en se mettant à produire de l’insuline. En observant comment ces cellules parviennent à modifier leur fonction en changeant partiellement d’identité, les chercheurs ont découvert un phénomène de plasticité cellulaire inconnu jusqu’ici. Au-delà du pancréas, cela pourrait concerner bon nombre de nos cellules. Ces résultats, à découvrir dans Nature Cell Biology, permettent d’envisager des stratégies thérapeutiques entièrement nouvelles qui feraient appel aux capacités régénératrices du corps.

Gastruloïde âgé de 7 jours

Des cellules souches s’organisent seules
en pseudo-embryon

Le plan de construction des mammifères est mis en œuvre peu après l’implantation de l’embryon dans l’utérus. Les différents axes du corps, antéro-postérieur, dorso-ventral et medio-latéral, se mettent en place rapidement, sous l’égide de réseaux de gènes qui coordonnent la transcription de l’ADN dans diverses régions de l’embryon au cours du temps.

Les équipes du Prof. Denis Duboule de l’Université de Genève et de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, et du Prof. Alfonso Martinez Arias de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni, ont démontré la capacité de pseudo-embryons de souris à produire la plupart des types de cellules progénitrices nécessaires au développement. Formées à partir de quelque 300 cellules souches embryonnaires seulement, ces structures, appelées gastruloïdes, ont un développement comparable à celui de la partie postérieure d’embryons âgés de 6 à 10 jours. L’étude, publiée dans la revue Nature, montre que la formation des trois axes embryonnaires principaux se déroule selon un programme d’expression des gènes similaire à celui des embryons. Les gastruloïdes possèdent ainsi un potentiel remarquable pour l’étude des stades précoces du développement embryonnaire et de ses anomalies.

Détails de la peau d'éléphant

Comment l’éléphant craque sa peau pour se refroidir

La peau des éléphants est couverte de millions de minuscules crevasses qui jouent un rôle primordial dans la régulation de leur chaleur corporelle. En effet, l’éléphant étant dépourvu de glandes sudoripares, il ne peut pas transpirer. Il doit alors s’asperger régulièrement d’eau et ces crevasses lui permettent d’en absorber beaucoup plus et de la conserver plus longtemps que si sa peau était lisse. En s’évaporant, cette eau permet à l’éléphant de ne pas surchauffer dans son environnement chaud et sec.

Des chercheurs du groupe du Prof. Michel Milinkovitch, de l’Université de Genève et du SIB, Institut Suisse de Bioinformatique, ont découvert que ces crevasses sont des fractures dans l’épiderme, profondes d’un millimètre. Ils ont alors analysé la structure des couches de la peau de l’éléphant et ont découvert que celle-ci n’est pas lisse comme chez les êtres humains, mais micro-vallonnée. Ce sont les tensions sur ces bosses et creux, provoquées par l’épaississement naturel de la peau avec l’âge, qui provoquent le craquage de l’épiderme. Ces résultats sont à lire dans la revue Nature Communications.

Fleurs d'Arabidopsis thaliana

Une protéine empêche les plantes de fleurir précocement

L’induction de la floraison a une importance majeure d’un point de vue écologique et agronomique. Une floraison synchronisée et se produisant à point nommé est essentielle pour optimiser la pollinisation et permettre la production et la maturation des semences dans des conditions environnementales favorables. Ce sont des facteurs environnementaux, en particulier la lumière, qui déclenchent ce processus dont les mécanismes ont fait l’objet de nombreuses études. Ces expériences ont toutefois été généralement effectuées en chambre de croissance, en l’absence d’UV-B, un type de rayons qui fait partie intégrante de la lumière du soleil et qui est notamment responsable des coups de soleil.

Des chercheurs du groupe du Prof. Roman Ulm, de l’Université de Genève, ont découvert que les UV-B peuvent être de puissants déclencheurs de floraison, mais qu’une protéine appelée RUP2 bloque leur action pour éviter une floraison précoce. Ces travaux sont publiés dans la revue Genes & Development.

Restriction calorique chez la souris.

Manger moins est sain grâce aux bactéries intestinales

La restriction calorique rend les souris plus minces, en meilleure santé, et prolonge leur durée de vie. Une piste possible pour de nouveaux traitements contre l’obésité.

Une recherche menée par des chercheurs du groupe du Prof. Mirko Trajkovski de l’Université de Genève et financée par le FNS pourrait avoir trouvé l’origine de cet effet positif: la flore microbienne de l’intestin et son influence sur le système immunitaire. Les scientifiques ont trouvé des molécules qui imitent la restriction calorique, de quoi imaginer de nouveaux traitements contre l’obésité. On savait déjà qu’une réduction de l’apport calorique jusqu’à 40% avait un effet bénéfique sur la santé animale: les animaux étudiés vivent alors plus longtemps, leur glycémie baisse plus rapidement, et leur organisme brûle davantage de graisse. Une grande partie de ces changements physiologiques sont attribuables aux bactéries intestinales, indique cette recherche à lire dans le journal Cell Metabolism.

Germination de graines d’Arabidopsis thaliana

Germination: les bactéries prises à leur propre jeu

Les graines sont capables de bloquer leur germination tant que les conditions environnementales sont défavorables. Mais qu’en est-il lorsqu’elles sont confrontées à des organismes dangereux présents dans le sol alentour?

Des chercheurs du groupe du Prof. Luis Lopez-Molina de l’Université de Genève ont étudié l’impact de Pseudomonas aeruginosa, une bactérie pouvant être pathogène aussi bien pour les plantes que les animaux, dont l’être humain. Ils ont identifié une toxine produite par cette bactérie, appelée AMB, qui provoque l’arrêt de la germination des graines, sans pour autant tuer la plante. Il est donc vraisemblable que, au cours de l’évolution, les graines soient parvenues à se servir de l’AMB, un signal émis par les bactéries, pour coordonner leurs stratégies d’infection à des fins de protection de leur propre espèce. Ces résultats ont été publiés dans la revue eLife.

Membrane lipidique marquée avec la molécule FliptR

Prendre la tension cellulaire
avec une molécule fluorescente

Le volume des cellules varie au cours de leur vie et en fonction de leur rôle. Lorsque que le volume de la cellule augmente, sa membrane cellulaire se tend sous la pression et risque de se déchirer. L’augmentation de tension déclenche alors des signaux biologiques qui vont permettre l’augmentation de la surface de la membrane cellulaire afin d’en réduire la tension. A l’inverse, si le volume diminue, la cellule doit réduire sa surface afin de retendre sa membrane. Mais quels mécanismes moléculaires permettent de répondre aux changements de tension ? Surtout, comment mesurer la tension pour l’étudier ?

Les groupes des Prs Aurélien Roux, Robbie Loewith et Stefan Matile, de l’Université de Genève et du Pôle de recherche national Biologie Chimique, se sont alliés afin de créer une molécule fluorescente permettant de mesurer la tension de la membrane cellulaire. Grâce à elle, ils ont été en mesure de comprendre comment la cellule adapte sa surface à son volume. Une première. Ces résultats, à lire dans les revues Nature Chemistry et Nature Cell Biology, ouvrent la voie à de nombreuses applications, notamment dans la détection des cellules cancéreuses qui ont généralement une tension de membrane élevée.

Précurseur de chloroplaste et chloroplaste

Lorsque la graine devient plante,
elle a 48 heures pour survivre

Lors de la germination, l’embryon doit se transformer en jeune plantule capable de photosynthèse en moins de 48 heures. Pendant ce temps, il compte uniquement sur ses réserves internes, qui sont rapidement consommées. Il doit donc créer en un temps record des chloroplastes fonctionnels, des organites cellulaires qui lui permettront de produire des sucres pour assurer sa survie.

Des chercheurs des groupes du Prof. Luis Lopez-Molina de l’Université de Genève et du Prof. Felix Kessler de l’Université de Neuchâtel ont révélé dans la revue Current Biology les éléments-clés qui président à la formation de chloroplastes à partir de proplastes, jusqu’alors peu étudiés. Un tel mécanisme assure une transition rapide vers une croissance autonome, dès que la graine se décide à germer.