Une découverte permettant de comprendre comment les tardigrades survive au dessèchement
Des scientifiques qui étudient la biologie du tardigrade ont apporté de nouveaux détails importants sur la façon dont cette minuscule créature aquatique peut survivre dans les pires conditions. La découverte porte sur un nouveau mécanisme qui se met en marche lorsque la déshydratation s’installe, protégeant les cellules de la mort due au stress mécanique.
Image d’entête : un tardigrade photographié par un microscope électronique. (S Tanaka, H Sagara, T Kunieda)
Également connus sous le nom d’ours d’eau, les microscopiques tardigrades sont réputés pour leur résistance dans toutes sortes de milieux extrêmes, et plus nous en apprenons sur eux, plus leurs capacités de survie paraissent impressionnantes.
Des études ont détaillé comment ces créatures utilisent des nuages d’ADN et des boucliers fluorescents pour se protéger de différents types de radiations. Ils sont également connus pour entrer dans un état d’animation suspendue afin de survivre aux températures d’ébullition et de congélation et aux pressions écrasantes au fond de l’océan. Des recherches ont même suggéré qu’ils ont survécu à un atterrissage en catastrophe sur la Lune, et qu’ils pourraient même vivre pour voir notre Soleil mourir.
Vivre sans eau n’est qu’une des compétences de la boîte à outils des tardigrades, et des scientifiques de l’Université de Tokyo au Japon ont acquis une nouvelle compréhension du processus biologique qui se cache derrière. L’équipe a étudié les protéines cytoplasmiques abondantes thermosolubles (CAHS pour cytoplasmic-abundant heat soluble), dont des recherches récentes ont montré qu’elles sont activées chez les tardigrades lorsque la déshydratation s’installe.
En approfondissant leur rôle, l’équipe a découvert que dans les cellules de tardigrades déshydratées, les protéines s’assemblent pour former des réseaux de filaments protecteurs semblables à du gel qui aident les cellules à conserver leur forme lorsque leur teneur en eau s’assèche. Lorsque les cellules du tardigrade ont été réhydratées, le processus est inversé, les filaments se retirant lentement pour éviter de causer un stress mécanique sur la cellule.
A partir de l’étude : les protéines CAHS forment des filaments de type gel en réponse à la déshydratation. (S Tanaka, H Sagara, T Kunieda)
Selon l’auteur de l’étude, Takekazu Kunieda :
Bien que l’eau soit essentielle à toute vie que nous connaissons, certains tardigrades peuvent vivre sans elle pendant des décennies. L’astuce réside dans la façon dont leurs cellules gèrent ce stress pendant le processus de déshydratation. On pense que lorsque l’eau quitte une cellule, une sorte de protéine doit l’aider à conserver sa force physique pour éviter de s’effondrer sur elle-même. Après avoir testé différentes sortes de protéines, nous avons découvert que les protéines CAHS, uniques aux tardigrades, sont responsables de la protection de leurs cellules contre la déshydratation.
Si ces premières expériences se sont concentrées sur la fonction des protéines CAHS dans les cellules déshydratées des tardigrades, l’équipe a montré qu’elles remplissaient une fonction similaire, mais limitée lorsqu’elles étaient isolées et étudiées dans des cellules humaines et d’insectes. Ce type de recherche pourrait déboucher sur de nouvelles technologies de conservation à sec des cellules ou même des organismes, ce qui pourrait signifier que les médicaments durent plus longtemps en rayon, par exemple, ou que les organes survivent plus longtemps en dehors du corps avant la transplantation.
Selon Kunieda :
Tout ce qui concerne les tardigrades est fascinant. La gamme extrême d’environnements dans lesquels certaines espèces peuvent survivre nous amène à explorer des mécanismes et des structures jamais vus auparavant. Pour un biologiste, ce domaine est une mine d’or.
L’étude publiée dans PLOS Biology : Stress-dependent cell stiffening by tardigrade tolerance proteins that reversibly form a filamentous network and gel et présentée sur le site de l’Université de Tokyo : How tardigrades bear dehydration.