Exploration des mécanismes ingénieux des cténophores pour survivre aux profondeurs océaniques

ParisLes cténophores, connus aussi sous le nom de gelées peignes, habitent diverses régions de l'océan, y compris les zones profondes. Dans ces profondeurs, il n'y a pas de lumière, les températures sont extrêmement froides, et la pression est très élevée. Des chercheurs de l'UC San Diego et d'autres institutions ont étudié la façon dont ces créatures parviennent à survivre dans de telles conditions. Ils ont découvert des caractéristiques spéciales dans les membranes cellulaires de ces organismes.

Les cténophores ne sont pas des méduses. Ils font partie du groupe des Ctenophora. Ces créatures chassent pour se nourrir et peuvent atteindre la taille d'un ballon de volley-ball. Elles habitent les océans du monde entier, depuis la surface jusqu'aux profondeurs.

Découvertes importantes:

• Les cténophores possèdent des structures lipidiques uniques dans leurs membranes cellulaires.
• Leurs lipides s'adaptent différemment au froid et à la pression.
• Cette adaptation est appelée "homeocurvature".
• Ces lipides incluent des plasmalogènes, essentiels au bon fonctionnement du cerveau humain.

Les membranes cellulaires ont besoin de certaines caractéristiques pour fonctionner correctement. Les couches de lipides et de protéines doivent rester fluides dans diverses conditions. Les scientifiques comprenaient déjà comment les membranes cellulaires s'adaptent au froid. Cependant, ils ignoraient comment les organismes des grands fonds s'adaptent à la haute pression.

Itay Budin, professeur adjoint à l'UC San Diego, a dirigé une étude sur les cténophores avec une équipe de chercheurs interdisciplinaires. Leurs travaux ont été publiés dans la revue Science.

Budin avait étudié l'adaptation des bactéries E. coli au froid. Steven Haddock du MBARI lui demanda si les cténophores s'adaptent de manière similaire à la haute pression. Curieux, Budin et son équipe commencèrent à enquêter.

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Les organismes complexes possèdent une grande variété de lipides. Les humains en ont des milliers, chacun étant spécifique à différents organes. L'équipe devait distinguer l'adaptation au froid de l'adaptation à la pression. Jacob Winnikoff, principal auteur de l'étude, a analysé des cténophores provenant de différentes profondeurs et régions. Il a comparé ceux vivant au fond de l'océan en Californie à ceux vivant en surface dans l'Arctique.

Les plasmalogènes sont des lipides spécifiques présents dans le cerveau humain, dont les niveaux diminuent dans les maladies telles que la maladie d'Alzheimer. En raison de cette ressemblance, les cténophores s'avèrent précieux pour la recherche.

L'équipe de Budin a expérimenté avec des bactéries E. coli en concevant une souche capable de produire des plasmalogènes. Contrairement aux E. coli ordinaires, qui ne survivaient pas sous pression, la souche modifiée prospérait. Ces recherches ont duré de nombreuses années et ont nécessité la collaboration de plusieurs institutions.

Le laboratoire du Dr Edward Dennis à l'UC San Diego a analysé les lipides à l'aide de la spectrométrie de masse. Les biologistes marins du MBARI ont collecté des cténophores. Les physiciens de l'Université du Delaware ont utilisé des simulations informatiques. Des chercheurs ont étudié le comportement des membranes sous différentes pressions.

Budin souhaite approfondir ses connaissances sur la régulation de la fabrication des graisses par les cellules. Il suppose que les plasmalogènes possèdent des caractéristiques particulières. Comprendre ces dernières pourrait apporter de nouvelles informations sur la santé cérébrale et les maladies associées. L'équipe espère que les futures études s'appuieront sur leurs découvertes.

Des chercheurs issus de nombreuses universités prestigieuses se sont unis pour mener à bien ce projet. Grâce à des financements obtenus via des subventions nationales et privées, telles que celles de la National Science Foundation et de la NASA, leur collaboration a conduit à des découvertes inédites sur l'adaptation des créatures des abysses et le fonctionnement des lipides.