Les scientifiques ont découvert une nouvelle façon de reprogrammer le processus de vieillissement cellulaire grâce à la biologie synthétique. Une étude récente a montré que la durée de vie des cellules de levure peut être augmentée de 82 % en utilisant une horloge biosynthétique pour recâbler le circuit contrôlant la détérioration normale. Les levures sont des micro-organismes unicellulaires qui ont servi de modèle pour le vieillissement des cellules humaines. L’équipe a utilisé la microfluidique et la microscopie accélérée pour suivre les processus de vieillissement tout au long de la vie de la levure.
Les scientifiques ont recâblé génétiquement le circuit de levure qui contrôle le vieillissement cellulaire en créant une boucle de rétroaction négative. Cela a à son tour abouti à un dispositif semblable à une horloge, également appelé « oscillateur génétique », qui conduisait la cellule à basculer périodiquement entre deux états « vieillis » préjudiciables, évitant ainsi un engagement prolongé dans l’un ou l’autre et ralentissant ainsi la dégénérescence. Ces ajustements moléculaires ont abouti à une durée de vie cellulaire considérablement prolongée, établissant un record de prolongation de la vie grâce à des manipulations génétiques et chimiques. Cette étude représente une preuve de concept pour une approche de biologie synthétique visant à reprogrammer le processus de vieillissement cellulaire et jette les bases de la conception de circuits génétiques synthétiques favorisant efficacement la longévité chez l’homme. L’équipe concentre actuellement ses recherches sur le vieillissement de divers types de cellules humaines, notamment les cellules souches et les neurones.
Source : Zhou et al. Ingénierie de la longévité-conception d’un oscillateur génétique synthétique pour ralentir le vieillissement cellulaire. Avril 2023, Sciences.
L’HUMIDITÉ PEUT AUGMENTER LE STRESS THERMIQUE MONDIAL
Alors que les températures mondiales continuent d’augmenter, les zones urbaines sont confrontées à un stress et à des risques thermiques accrus. 55 % de la population mondiale, soit 4,3 milliards de personnes, vivent en milieu urbain et, malheureusement, de nombreuses personnes vivant dans les zones urbaines ne disposent pas de moyens viables pour atténuer la chaleur extrême. On estime que d’ici 2050, 80 % de la population mondiale vivra en milieu urbain et sera exposée à un risque accru d’impact de la chaleur. Alors que les villes ont tendance à être plus chaudes et plus sèches que les zones rurales, dans les pays du Sud, notamment en Amérique latine, en Afrique, en Asie et en Océanie, l’humidité constitue un autre facteur de complication. À l’aide de données d’observation et de calculs de modèles climatiques, les chercheurs ont découvert que le stress thermique dépend fortement du climat local et que, étonnamment, l’humidité peut également inverser l’effet de refroidissement qui proviendrait des arbres et d’autres végétaux. La végétation verte peut abaisser la température de l’air par évaporation de l’eau dans certaines conditions, mais elle peut également augmenter la charge thermique dans un microenvironnement local en raison de l’humidité de l’air. L’étude a révélé que dans les climats plus humides, les températures estivales humides dans les zones urbaines sont 0,17 °C plus élevées que dans les régions rurales.
Même si cette variation peut paraître très faible, elle suffit à provoquer 2 à 6 jours de stress thermique dangereux supplémentaires par été pour les citadins dans ces conditions climatiques. Avec l’augmentation prévue des températures mondiales, l’humidité pourrait amplifier les risques de chaleur dans les villes du Sud. Ces résultats ont déclenché d’autres recherches visant à explorer de nouvelles approches pour atténuer le stress thermique et lutter contre le réchauffement climatique. Des analyses diagnostiques préliminaires suggèrent que l’amélioration de l’efficacité de la convection urbaine (l’efficacité de la dissipation de la chaleur et de l’eau) et la réduction du stockage de chaleur la nuit peuvent réduire respectivement la chaleur humide urbaine diurne et nocturne.
Source : Zhang K et al. Risque de chaleur accru dans un climat humide induit par la chaleur humide urbaine. Avril 2023, Nature.
LES PLUMES FASCINANTES D’UN OISEAU D’AFRIQUE
Les plumes des oiseaux sont connues pour avoir une extraordinaire capacité à repousser l’eau. Un oiseau particulier de la taille d’un pigeon, le ganga Namaqua, possède des plumes ventrales incroyablement efficaces pour absorber et retenir l’eau. Un ganga des sables peut parcourir plus de 20 kilomètres depuis un point d’eau éloigné jusqu’à ses nids dans les températures extrêmes de l’Afrique. Dans une étude récente, des scientifiques ont mis en lumière la capacité unique des plumes du ganga à transporter l’eau. En utilisant des microscopes à haute résolution, la technologie 3D et une vaste collection de plumes de ventre de ganga, ils ont découvert que contrairement aux plumes d’oiseaux typiques, qui ont une tige centrale avec des barbes et des barbules plus petites qui s’en étendent, les plumes de ganga ont deux zones distinctes. Dans la zone interne, les barbules ont une structure hélicoïdale proche de leur base, suivie d’une extension droite. Dans la zone externe de la plume, les barbules sont droites et n’ont pas d’enroulement hélicoïdal. Les barbules dans les deux zones forment des structures protectrices en forme de tente, et de minuscules structures tubulaires dans chaque barbule facilitent la capture de l’eau. D’un point de vue technique, les plumes de Ganga offrent des designs bio-inspirés exceptionnels. Les applications futures pourraient inclure des systèmes de filets qui collectent et retiennent l’eau récoltée à partir de la rosée ou du brouillard dans les zones touchées par la sécheresse, comme dans les régions désertiques. De plus, les mécanismes de prise d’eau des plumes pourraient influencer les futures conceptions techniques qui nécessiteront une absorption contrôlée, une rétention sécurisée et une libération facile des liquides.
Source : Mueller J. Structure et mécanique des plumes rétentrices d’eau du ganga de Namaqua. Avril 2023, Journal de la Royal Society Interface.
