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Article. Réinventer les protéines primitives
Jean-Paul Baquiast 03/09/2014

Il n'est évidemment resté aucun « fossile » permettant de se représenter puis de reconstruire les anciennes protéines, constitutives des micro-organismes présents sur Terre aux origines de la vie, voici quelques 3 milliards d'années ou plus. Néanmoins une nouvelle science, la paléobiochimie, s'efforce de le faire. Pour cela elle utilise les banques de données rassemblant un nombre croissant d'informations sur les protéomes (ensemble des protéines fabriquées par une cellule actuelle) afin d'y détecter les traces laissées par des protéines archaïques. De la même façon, les linguistes, en comparant différentes langues modernes, croient pouvoir en déduire les grandes caractéristiques d'une langue mère oubliée de tous aujourd'hui.

Une autre technique consiste à identifier d'anciennes protéines dans des organismes modernes étant restés très proches de leurs premiers ancêtres. Il en est ainsi des protéines dite beta-lactamase, apparues il y a environ 2 milliards d'années, ou des thioredoxines, censée être apparues il y a 4 milliards d'années, dont les contreparties modernes permettent aux organismes qui en sont porteur de s'adapter à des milieux terrestres extrèmes.

Une Terre très différente

La Terre primitive était très différente de ce qu'elle est aujourd'hui: océans acides, forte présence de CO2 et absence d'oxygène dans l'air, températures élevées ou au contraire très basses. Les premiers organismes avaient donc développé des protéines elles mêmes primitives, plus simples, leur permettant de survivre dans cet environnement. Mieux connaître de telles protéines permettrait de réaliser par génétique artificielle des cellules modernes susceptibles de survivre aux changements prévus sur Terre compte tenu des modifications du milieu imposées par l'homme. Ceci permettrait aussi de rechercher les traces laissées par des organismes éventuels, vivants ou ayant vécu sur d'autres planètes, proches de ce qu'était la Terre aux origines.

Aujourd'hui, les biologistes pensent qu'il existe des milliards de protéines différentes, réparties dans tous les organismes terrestres identifiés. Leur nombre était bien moins grand, à des époques comme le pré-cambrien. Mais il était certainement déjà considérable, ayant explosé à la suite de la diversification des monocellulaires, virus, bactéries et archea, puis des pluricellulaires ayant succédé au mythique LUCA (dernier ancêtre commun) . Rapprocher les hypothèses concernant l'évolution primitive de ces protéines, avec celles concernant l'évolution de ces organismes, permettra de se donner une vision d'ensemble de cette évolution, voire d'inférer certaines des formes qu'elle pourrait prendre à l'avenir.

Une technique dite de la « résurrection moléculaire », utilisant la génomique artifici
elle déjà citée, permettra peut-être aussi d'obtenir des protéomes adaptés de ceux présents aux premiers âges, et par conséquent d'obtenir des organismes de type archaïque, dont l'étude et le développement seraient riches d'enseignements et peut-être d'applications - voire dans un avenir plus lointain, de pouvoir faire renaître des espèces depuis longtemps éteintes. Les défenseurs du principe de précaution s'indigneront. Mais s'il apparaissait que certaines des cellules génétiquement modifiées comportant des protéines ressuscités pourraient faire face à des infections devant lesquelles la pharmacopée moderne est impuissante, leur indignation baisserait peut-être de quelques tons.

Source

Risso et al. (2014) Phenotypic comparisons of consensus variants versus laboratory resurrections of Precambrian proteins. Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics, 82(6).


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