Des chercheurs de lUniversité McGill ont découvert un mécanisme permettant de synthétiser des structures biominérales hélicoïdales senroulant dans le sens horaire ou antihoraire en utilisant uniquement soit la forme gauche, soit la forme droite, dun seul acide aminé acide.
Marc McKee, professeur à la Faculté de médecine dentaire et au Département danatomie et de biologie cellulaire de lUniversité McGill, a montré, en collaboration avec son équipe et des chercheurs de lUniversité Johns Hopkins, que certaines structures biologiques par exemple la coquille descargots terrestres et marins pouvaient présenter des hélices tournant tant dans le sens horaire que dans le sens antihoraire, et ce, non seulement au sein dune même espèce, mais également chez un même spécimen.
Le Pr McKee et ses collaborateurs ont construit des structures hélicoïdales chirales (voir lencadré Quest-ce que la chiralité?, ci-dessous) en carbonate de calcium (substance biominérale souvent présente dans les coquilles) par le simple ajout de certains acides aminés. Le résultat de leurs travaux a été publié en ligne dans Science Advances.
Fait à noter, les chercheurs ont également pu orienter les hélices dans le sens horaire ou antihoraire tout simplement en utilisant uniquement la version gauche ou droite de lacide aspartique et de lacide glutamique, acides aminés présents en abondance dans les protéines régissant les processus de biominéralisation dans de nombreux organismes.
« Ces travaux nous aident à comprendre comment un organisme peut posséder des structures biominéralisées tournant en sens opposés », explique le Pr McKee, auteur en chef de létude. « Ils nous éclairent aussi sur la survenue de malformations chirales pathologiques chez lêtre humain, à savoir celles qui touchent lotolithe, cette structure de loreille interne qui sert à léquilibration de lorganisme par la détection de la gravité et des accélérations linéaires. Les données issues de nos travaux pourraient donc un jour conduire à la mise au point de traitements contre le vertige, cest-à-dire la perte déquilibre. »
Quest-ce que la chiralité?
Connaissez-vous Jeremy lescargot? Ce gastéropode sest forgé une notoriété en 2016 grâce à sa coquille qui, contrairement à celle de ses semblables, senroulait dans le sens contraire des aiguilles dune montre. En raison de cette anomalie, les chercheurs britanniques qui se penchaient sur son cas avaient bien du mal à lui trouver un partenaire.
Mais en quoi le sens dans lequel senroule la coquille de Jeremy importe-t-il? Nous sommes ici devant un phénomène très répandu dans la nature : la chiralité. Un objet est dit « chiral » sil nest pas superposable à son image dans un miroir, quel que soit le sens dans lequel on le présente. Ainsi, la coquille antihoraire de Jeremy nétait pas superposable à celle de la grande majorité de ses congénères, qui senroule dans le sens des aiguilles dune montre.
À linstar des mains, dont les images ne sont pas superposables, de nombreuses molécules sont chirales. Il en va ainsi des acides aminés, constituants des protéines, qui ont une forme gauche et une forme droite.
Les scientifiques ont dabord supposé que la forme hélicoïdale de certaines structures biologiques par exemple, la coquille de lescargot ou la défense torsadée du narval était le fait de molécules chirales provoquant une rotation horaire (forme gauche) ou antihoraire (forme droite). Dans la nature, où lon peut parfois observer les deux types de rotation, cette hypothèse ne tient cependant pas, puisque généralement, seule la forme gauche des acides aminés et des biomolécules participe aux processus biologiques.
###
Journal
Science Advances