REFLEXION

Des cellules humaines rendues invisibles grâce à des protéines de calmar



Les poulpes, les calmars et d'autres créatures marines ont des tissus spécialisés dans leur corps qui leur permettent de manipuler la lumière et de se fondre harmonieusement dans leur environnement pour confondre les prédateurs ou surprendre les proies. L'idée que l'Homme puisse disparaître fait rêver  plusieurs scientifiques .Des chercheurs de l'Université de Californie ont conçu des cellules humaines pour avoir des capacités de camouflage similaires à celles observées dans la peau des céphalopodes.
Des scientifiques ont conféré à des cellules humaines la capacité de devenir transparentes en modulant la dispersion de la lumière à la manière de certains céphalopodes, véritables maîtres du camouflage sous-marin.
L'idée que l'Homme puisse disparaître, comme dissout dans l'air, en devenant transparent ou invisible captive l'imagination populaire et scientifique depuis des siècles. Bien qu'une telle prouesse semble fantastique à première vue, il existe dans la nature de nombreux exemples d'animaux capables d'une telle “invisibilité”. Le papillon Greta oto, la crevette rose, la méduse peigne, la grenouille de verre et certains céphalopodes, notamment, ont développé des structures transparentes, restreintes à des tissus spécifiques ou affectant leur corps entier dans un effort de camouflage au sein de leur environnement.
Des protéines de calmar dans des cellules de rein humain
Dans l'océan, le phénomène d'“invisibilité” peut être observé chez de nombreux céphalopodes : pieuvres, poulpes, calmars et seiches peuvent altérer l'absorption et la réflexion de la lumière par leur peau grâce à des composants optiques présents dans leur organisme. Le calmar femelle Doryteuthis opalescens peut modifier l'aspect visuel d'une bande de son manteau qu'elle peut faire apparaître totalement transparente ou blanc opaque, grâce à des cellules spécialisées appelées des leucophores. À l'intérieur de ces leucophores se trouvent des leucosomes composés de réflectines, des protéines qui peuvent modifier l'incidence de la lumière qu'elles réfléchissent.
Leur indice de réfraction particulièrement haut ont fait des réflectines des candidates de choix dans le projet que se sont lancés des scientifiques d’une université californienne : rendre invisibles des cellules humaines. Les chercheurs ont modifié des cellules embryonnaires humaines de rein, connues pour leur capacité à pouvoir exprimer diverses protéines naturellement pas présentes dans leur cytoplasme ou dans leur membrane, de telle façon à ce qu’elles puissent exprimer de la réflectine. "Nous avons été stupéfaits de constater que les cellules n'exprimaient pas seulement la réflectine, mais qu'elles empaquetaient aussi la protéine dans des nanostructures sphéroïdales et les distribuaient dans toutes les cellules du corps", déclare dans un communiqué M. Gorodetsky, co-auteur de l’étude publiée dans Nature Communications. "Nous avons pu déterminer que les structures protéiques se comportaient optiquement presque comme dans les leucophores de céphalopodes", précise le scientifique.
Les cellules de rein peuvent moduler la dispersion de la lumière
Les scientifiques ont ensuite cherché à évaluer si les cellules humaines modifiées pouvaient elles aussi moduler la dispersion de la lumière en réponse à un stimulus chimique externe. Ils ont donc configuré un “sandwich” dans lequel une couche de cellules était recouverte au-dessus et en dessous par de fines lames de verre. Exposées à des milieux différemment concentrés en chlorure de sodium, les cellules ont été observées au microscope. En mesurant la quantité de lumière dispersée par les divers groupes de cellules, les Californiens ont découvert que ceux qui étaient exposés à des niveaux de chlorure de sodium plus élevés diffusaient plus de lumière et se distinguaient davantage de leur environnement. La dispersion de la lumière était donc proportionnelle à la concentration de solution chimique. "Nos expériences ont montré que ces effets apparaissent dans les cellules artificielles mais pas dans les cellules dépourvues de particules de réflectine, ce qui démontre une méthode potentiellement utile pour régler les propriétés de diffusion de la lumière dans les cellules humaines", explique l'auteur principal, Atrouli Chatterjee, doctorant en ingénierie chimique et biomoléculaire à l'UCI.
"Ce projet a montré qu'il est possible de développer des cellules humaines ayant des propriétés optiques sensibles aux stimuli, inspirées des leucophores des céphalopodes, et il montre que ces étonnantes protéines de réflectine peuvent conserver leurs propriétés dans des environnements cellulaires étrangers", a-t-il ajouté. “Produire de la réflectine artificielle peut être intéressant dans les domaines de la biologie, de la science des matériaux et de la bio-ingénierie”, s’enthousiasment les chercheurs dans leur étude.

 

Réflexion
Mercredi 10 Juin 2020 - 18:11
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