Des chercheurs ont dévoilé l’identité d’une protéine responsable de la capacité de la grenouille empoisonnée à accumuler des toxines en toute sécurité. Cette découverte résout un mystère scientifique de longue date et est également prometteuse pour des stratégies thérapeutiques potentielles dans le traitement des humains empoisonnés par des composés similaires.
Composés alcaloïdes et grenouilles venimeuses
Les composés alcaloïdes, présents dans les consommables quotidiens tels que le café, le thé et le chocolat, contribuent à leurs délicieuses saveurs. Toutefois, ces composés peuvent être nocifs en grande quantité. Chez l’homme, le foie décompose efficacement des quantités modestes de ces alcaloïdes, garantissant ainsi leur métabolisme sûr.
À l’opposé, la petite grenouille empoisonnée consomme des alcaloïdes hautement toxiques dans son alimentation mais, plutôt que de les décomposer, utilise un mécanisme de défense unique en les accumulant dans sa peau pour se protéger contre les prédateurs.
L’auteur principal Aurora Alvarez-Buylla est doctorante au département de biologie de l’Université de Stanford en Californie. Elle explique le but de leur étude en disant : « La manière dont les grenouilles empoisonnées peuvent transporter des alcaloïdes hautement toxiques dans leur corps sans s’empoisonner est depuis longtemps un mystère. »
Pour étudier ce phénomène, l’équipe de recherche s’est concentrée sur l’identification de protéines capables de lier et de transporter en toute sécurité les alcaloïdes dans le sang de ces remarquables amphibiens.
L’hameçon moléculaire
Pour percer les secrets de la grenouille venimeuse, Alvarez-Buylla et ses collègues ont conçu un « hameçon de pêche moléculaire » biochimique ressemblant à l’alcaloïde de la grenouille venimeuse. En utilisant ce leurre, ils ont réussi à attirer et à lier les protéines présentes dans des échantillons de sang prélevés sur la grenouille venimeuse Diablito.
Ce composé de type alcaloïde a été modifié par bio-ingénierie pour émettre une lueur fluorescente dans des conditions d’éclairage spécifiques, permettant à l’équipe d’observer visuellement les protéines qui s’y lient.
Pour mieux comprendre l’interaction entre les protéines et les alcaloïdes, les chercheurs ont isolé et étudié le comportement de chaque protéine en présence de ces composés toxiques. Étonnamment, ils ont découvert qu’une protéine spécifique, connue sous le nom de globuline liant les alcaloïdes (ABG), agit comme une « éponge à toxines », collectant efficacement les alcaloïdes.
De plus, ils ont méticuleusement cartographié le mécanisme de liaison précis de l’ABG en testant systématiquement différents segments de la protéine.
Grenouilles venimeuses et santé humaine
Alvarez-Buylla explique les profondes implications de leurs découvertes en déclarant : « La manière dont l’ABG lie les alcaloïdes présente des similitudes avec la manière dont les protéines qui transportent les hormones dans le sang humain se lient à leurs cibles. Cette découverte peut suggérer que les protéines de gestion des hormones de la grenouille ont développé la capacité de gérer les toxines alcaloïdes.
Ce parallèle fascinant soulève la possibilité de bio-ingénierie de protéines humaines capables d’éponger efficacement les toxines, offrant ainsi une approche potentiellement révolutionnaire pour traiter certains types d’empoisonnements.
L’auteur principal Lauren O’Connell, professeur adjoint au département de biologie et membre du prestigieux institut des neurosciences Wu Tsai de l’université de Stanford, souligne l’importance de cette recherche.
« Au-delà de sa pertinence médicale potentielle, nous avons acquis une compréhension moléculaire d’un aspect fondamental de la biologie de la grenouille venimeuse », explique O’Connell. « Cette compréhension contribuera sans aucun doute aux travaux futurs sur l’étude de la biodiversité et de l’évolution des défenses chimiques dans la nature. »
En résumé, l’identification de la protéine responsable de la capacité de la grenouille empoisonnée à accumuler des toxines en toute sécurité marque une avancée majeure dans la recherche scientifique. Non seulement cette découverte met en lumière les mécanismes fascinants du monde naturel, mais elle présente également des implications thérapeutiques potentielles pour le traitement des empoisonnements humains.
Alors que les chercheurs explorent les parallèles entre le mécanisme de défense de la grenouille et les protéines humaines transportant les hormones, nous prévoyons des développements passionnants dans le domaine de la gestion des toxines et l’avancement d’approches thérapeutiques innovantes.
L’étude complète a été publiée dans la revue Sciences de la vie en ligne.
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