Cool comme un concombre de mer - de nouvelles preuves sur la façon dont les concombres de mer produisent des produits chimiques d'autodéfense pourraient conduire à des médicaments et à des composés sains. Crédit :Université Frithjof Kuepper d'Aberdeen
Les techniques d'extraction du génome ont aidé à expliquer comment les concombres de mer produisent des produits chimiques défensifs qui leur permettent de repousser les ennemis dans les profondeurs troubles.
Les concombres de mer sont un mets de choix en Asie du Sud où leur culture est une industrie de plusieurs millions de dollars. Les molécules qu'elles produisent pour défendre leur niche écologique au fond de l'océan sont très appréciées pour leurs propriétés médicinales.
Ces curieux animaux marins produisent une catégorie de molécules appelées saponines triterpénoïdes, très répandues chez les plantes, mais rares chez les animaux.
Jusqu'à présent, la question de savoir comment ils ont développé leur capacité inhabituelle à produire ces molécules n'a pas été expliquée.
Une collaboration de recherche internationale a étudié le génome des concombres de mer et les a comparés à ceux d'autres échinodermes, tels que les étoiles de mer et les oursins.
L'analyse a montré qu'une enzyme présente dans tous les règnes de la vie qui fabrique les stérols, essentiels à la construction des membranes et des hormones, manquait dans le concombre de mer.
Chez les concombres de mer, cette fonction productrice de stérols avait été détournée pour produire deux nouveaux gènes de cette famille d'enzymes. En utilisant la biologie moléculaire, les chercheurs ont isolé les gènes, les ont transférés sur de la levure et ont analysé les extraits.
Cela a montré que les gènes ont acquis de nouvelles fonctions; l'un d'eux fabrique un type alternatif de saponine que le concombre de mer utilise pour se défendre, et l'autre produit des molécules qui protègent la créature des effets toxiques de ses propres produits chimiques.
L'analyse chimique a montré que ces gènes nécessaires à la synthèse de composés d'autodéfense étaient davantage exprimés dans les couches extérieures des tissus.
La prochaine étape de cette recherche consiste à trouver les étapes chimiques restantes nécessaires pour fabriquer ces produits chimiques potentiellement de grande valeur afin qu'ils puissent être produits à moindre coût à l'aide de plantes ou de levures et aider à conserver les concombres de mer dans leurs habitats naturels.
Les saponines sont des produits naturels répandus, avec plus de 20 000 signalés. Ils ont un large éventail d'utilisations, traditionnellement comme source de savon et plus récemment comme adjuvants de vaccins, agents moussants, traitements antifongiques et émulsifiants.
De nombreux animaux utilisent des toxines comme défenses chimiques, généralement obtenues à partir de nourriture ou produites via des relations symbiotiques. Les échinodermes, en revanche, biosynthétisent eux-mêmes leurs toxines.
Le professeur Anne Osbourn, chef de groupe au John Innes Center et auteur correspondant de l'étude, a déclaré :« Les concombres de mer sont extrêmement importants en Asie en tant que source de nourriture bénéfique pour la santé et pour les médicaments traditionnels. Donc, si nous pouvons comprendre comment leurs molécules sont fait, nous pouvons fabriquer ces composés de grande valeur sans avoir à broyer les concombres de mer. Nous pouvons les fabriquer à l'aide de plantes ou de levure.
Immunité innée chez les concombres de mer :la réutilisation de la biosynthèse des stérols pour la défense est dans Nature Chemical Biology . Déchiffrer le code du concombre de mer
