Parapriacanthus ransonneti nager dans un aquarium
MANABU BESSHO-UEHARA
dans le monde de la bioluminescence, il est courant pour les organismes d’obtenir luciférine—la petite molécule nécessaire pour faire la lumière—de leur alimentation. Les scientifiques ont émis l’hypothèse que les poissons bioluminescents fabriquent leur propre luciférase, l’enzyme qui catalyse la réaction qui fait briller la luciférine., Mais dans une étude publiée cette semaine (janvier 8) Dans Science Advances, les chercheurs ont montré qu’une espèce de poisson côtier génère de la lumière en utilisant à la fois la luciférine et la luciférase capturée à partir de sa proie bioluminescente, un petit crustacé connu sous le nom d’ostracode.
Ce travail « remet en question notre vision de la façon dont nous percevons la bioluminescence des poissons”, explique David Gruber, biologiste marin à la City University de New York qui n’a pas participé à l’étude., « Dans le passé, nous pensions que les poissons fabriquaient eux-mêmes les deux composants de la bioluminescence ou simplement l’un des composants, mais c’est un exemple d’eux qui ne fabriquaient ni l’un ni l’autre et les tiraient tous deux de leur alimentation. J’aime toujours quand un papier sort qui nous montre un angle que nous n’avions pas connu auparavant. »
en tant qu’étudiant diplômé à L’Université de Nagoya au Japon, Manabu Bessho-Uehara avait entrepris d’étudier l’évolution de la bioluminescence., Il dit qu’il y a plus de 200 genres de poissons qui brillent, et une étude de 2016 a indiqué que la bioluminescence est apparue indépendamment au moins 27 fois chez les poissons marins. ” Ce qui est drôle, c’est que personne n’a identifié les gènes de luciférase de l’un des poissons, alors c’est là que je voulais commencer », explique Bessho-Uehara, qui est maintenant postdoc au Monterey Bay Aquarium Research Institute en Californie.,
des travaux antérieurs avaient montré que les poissons du genre Parapriacanthus, des poissons d’eau peu profonde trouvés au large des côtes du Pacifique Ouest et de l’Océan Indien, séquestrent la luciférine de leurs proies dans leurs organes lumineux, mais on croyait qu’ils fabriquaient leur propre enzyme luciférase. Ainsi, lorsque Bessho-Uehara et ses collègues au Japon ont cherché un gène de luciférase dans le génome de Parapriacanthus ransonneti, ils s’attendaient à trouver un gène de poisson codant une protéine de poisson., Au lieu de cela, ils ont découvert que la protéine luciférase dans les organes légers qui courent le long de la face inférieure du poisson était identique à l’enzyme produite par les ostracodes que ces poissons mangent.
Les chercheurs N’ont trouvé aucun gène codant pour la luciférase dans le génome du poisson, indiquant que les animaux séquestrent plutôt la protéine de leur alimentation., Pour tester cette hypothèse, l’équipe de recherche a nourri les poissons de nourriture non incandescente jusqu’à un an, entraînant une perte de leur luminescence. Ensuite, ils ont nourri le poisson d’une espèce différente d’ostracodes rougeoyants. Après quelques semaines sur le nouveau régime, les poissons étaient à nouveau capables de briller. Les chercheurs ont également trouvé des peptides qui correspondaient à la luciférase des ostracodes nouvellement introduits dans leurs organes de lumière.,
« quand j’en ai entendu parler pour la première fois, j’étais un peu sceptique, mais ils font une histoire très convaincante que cela utilise vraiment la luciférase volée à leur proie”, explique Edith Widder, la fondatrice de L’Ocean Research& association de Conservation qui n’a pas participé à l’étude. Elle explique qu’il est surprenant que l’enzyme luciférase, qui est une molécule assez importante et complexe, puisse être absorbée par le système digestif et non dégradée au point de ne plus fonctionner, une observation que les auteurs soulignent également.,
« c’est pourquoi j’étais initialement si sceptique quand j’ai entendu parler de cela parce que je ne pouvais pas imaginer comment cela était possible”, dit-elle. « Ils m’ont convaincu que c’est ce qui se passe ici et cela ouvre donc beaucoup d’autres questions sur la façon dont cela se passe réellement. C’est juste une innovation évolutive phénoménale. »
à l’avenir, Bessho-Uehara et ses collègues poursuivront la recherche de gènes de luciférase de poisson. Ils prévoient également étudier comment la protéine pénètre dans les cellules du poisson et si d’autres poissons bioluminescents utilisent ou non une stratégie similaire.,
« parce que cela a évolué de manière indépendante tant de fois, les mécanismes par lesquels cela fonctionne peuvent être très différents d’une lignée à l’autre”, explique Matt Davis, biologiste à la St.Cloud State University dans le Minnesota qui n’a pas participé aux travaux. « Cela montre simplement que même si nous savons beaucoup de choses sur les lignées qui produisent et émettent la lumière, nous avons encore beaucoup à apprendre sur la façon dont cela fonctionne réellement. »
M. Bessho-Uehara et coll., « Kleptoprotein bioluminescence: Parapriacanthus poisson obtenir la luciférase de ostracod proies, les” Avancées de la Science, doi:10.,1126 / sciadv.aax4942, d’ici à 2020.
Abby Olena est une journaliste indépendante basée en Alabama. Trouvez – la sur Twitter @abbyolena.