Ver tubicole parchemin capturé sur le terrain. Crédit :Dr Evelien De Meulenaere, Scripps Institution of Oceanography à UC San Diego.
Des chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego ont fait une découverte avec des impacts potentiels sur la santé humaine chez un ver tubicole, l'invertébré marin Chaetopterus sp., qui réside dans les fonds marins côtiers boueux.
Une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Journal biochimique constate que le ver tubicole, également connu pour sa bioluminescence, se trouve avoir une ferritine avec les performances catalytiques les plus rapides jamais décrites, près de huit fois plus rapide que celle des capacités humaines.
La ferritine est une protéine importante présente dans presque tous les organismes vivants, car elle gère le métabolisme du fer dans les cellules en le stockant et en le libérant de manière contrôlée. Chez l'homme, il est essentiel au stockage du fer et au métabolisme du fer, aider à équilibrer le fer dans le sang.
"Nous avons été surpris de découvrir que même si la ferritine du ver tubicole est très similaire à la ferritine humaine, il surpasse la variante humaine, par beaucoup, " a déclaré le chercheur scientifique de Scripps Dimitri Deheyn, l'investigateur principal de l'étude. « Il y a des implications majeures pour la recherche biotechnologique à cette découverte, en particulier pour les nombreux laboratoires qui développent des applications de ferritine."
Cette découverte a également des implications importantes sur la santé humaine pour la recherche biomédicale, car la ferritine est une protéine essentielle pour les personnes souffrant de carence en fer et de problèmes généraux de métabolisme du fer. Cette découverte peut être un nouvel outil dans la recherche future de la ferritine à utiliser chez les patients, grâce à sa biocompatibilité et sa capacité à transporter, protéger et délivrer de petites molécules sous forme de médicaments à des cibles spécifiques.
La bioluminescence de Chaetopterus , le ver du tube de parchemin. Crédit :David Liittschwager, Scripps Institution of Oceanography à l'UC San Diego
Le ver tubicole du parchemin a longtemps été étudié par le laboratoire de Deheyn, principalement pour ses capacités bioluminescentes. L'espèce a également la capacité unique de garder sa lumière bleue brillante pendant des heures, et parfois des jours entiers, significativement plus longtemps que la plupart des organismes bioluminescents qui ne s'illuminent généralement que pendant quelques millisecondes ou secondes. Une étude publiée en 2016 dans Rapports scientifiques par l'ancien chercheur postdoctoral Scripps Renu Rawat a suggéré que la ferritine dans le mucus du ver a permis la production de lumière soutenue.
En raison de l'effet de stimulation de la lumière, la présence de ferritine dans le mucus a été considérée comme intéressante par les chercheurs pour mieux comprendre son rôle dans ce modèle inhabituel de production de lumière chez le ver tubicole.
"Le lien avec la bioluminescence est incroyablement important, et nous commençons tout juste à comprendre comment la ferritine influence la bioluminescence et pourquoi la ferritine agit tellement plus rapidement dans cet organisme, " a déclaré Evelien De Meulenaere, chercheur postdoctoral et co-auteur de l'étude Scripps, qui étudie les propriétés uniques de ce ver tubicole depuis plus de trois ans.
De Meulenaere a décrit la ferritine comme ayant la forme d'un ballon de football, avec des ouvertures qui prennent le fer lorsqu'elles sont disponibles, rangez-le et relâchez-le si nécessaire. Cette structure spécifique permet une large gamme d'applications, du médical à l'environnement. Cela pourrait aider à cibler la libération de médicaments, fonctionner comme un agent de contraste sûr, tout en étant également utilisé pour le traitement de l'eau en absorbant et en stockant sélectivement les contaminants.
Dans ses recherches, De Meulenaere a testé deux approches différentes pour mesurer la réponse enzymatique, couvrant différentes échelles de temps. Les deux approches ont comparé les réactions de la ferritine ver avec la ferritine humaine. Dans la première approche, du fer a été ajouté aux tubes de réaction contenant les ferritines respectives, après quoi la quantité restante de fer ferreux laissée en solution a été mesurée au cours du temps (1-2 heures). Le second a analysé à l'échelle de la milliseconde la quantité d'oxyde de fer créée à l'intérieur de la ferritine, indiqué par la génération d'une coloration "rouille" du tube. Les deux approches ont déterminé que la ferritine du ver a converti le fer de manière significativement plus rapide.
Le ver tubicole est omniprésent dans le littoral, fonds marins boueux. Celui utilisé dans cette étude est commun à San Diego et en Californie du Sud, cependant, différentes variantes du ver tubicole peuvent être trouvées dans les zones côtières tempérées du monde entier. Considéré comme une espèce envahissante qui vit généralement dans un tube qu'il construit dans la boue, le ver et son enveloppe tubulaire sont également étudiés par des chercheurs du laboratoire de Deheyn pour analyser plus avant sa résistance à la chaleur.
