UNE MEDUSE FLUORESCENTE & PHOSPHORESCENTE !

Cette bioluminescence fut découverte pour la première fois dans les années 1960 par le scientifique japonais Osamu Shimomura dans une espèce de méduse particulière, l’Aequorea Victoria rencontrée sur les côtes ouest de l’Amérique du Nord. Cette méduse est capable de produire sa propre luminescence dans les profondeurs abyssales du monde marin. Le début de l’étude de cette méduse débute sans se douter de la révolution scientifique et médicale que cela va provoquer pour les prochaines années.

Un peu d’Histoire… Dans les années 1960, Osamu Shimomura débute l’étude de la méduse bioluminescente, Aequorea victoria. Il s’aperçoit que elle contient une protéine particulière : la GFP ( Green Fluorescent Protein = Protéine Fluorescente Verte). Pendant 30 ans, cette protéine est restée inexploitée, (on ne savait même pas ce que la fluorescence pouvait apporter aux méduses). Et c’est seulement, à partir des années 1990, lorsque Martin Chalfie l’utilise afin de l’aider dans l’observation des plus petites parties qui composent notre corps, les cellules. Par la suite Roger Y.Tsien entre 1994 et 1996 , se concentre sur la mutation de la GFP afin de créer une palette de couleurs.

Au final, la découverte de la GFP est un signe d’une grande avancée scientifique. Elle est devenue en quelques années l’un des outils les plus puissants de la biologie moléculaire et cellulaire. Les 3 chercheurs qui sont à l’origine de ces différentes avancées scientifiques: le japonais Osamu Shimomura, les américains Martin Chalfie et Roger Y. Tsien ont reçu tous les trois le prix Nobel de Chimie en 2008 pour être récompensé de cette découverte et des avancées que celle-ci à provoquer.

La GFP est une protéine, c’est à dire un composant naturel que l’organisme produit seul. Cette protéine est alors responsable de la luminescence de la méduse dans le noir. La méduse absorbe l’UV jouant de lumière d’excitation dans les abysses et émet une nouvelle fois une lumière verte [comme une peinture phosphorescente polyuréthane PHU2K]. Cependant, cette protéine est différente des autres animaux bioluminescents. En effet, cette GFP, pour émettre de la lumière, rentre en réaction avec d’autres composés chimiques différentes des autres réactions produisent par exemple par les lucioles.

Remarque: La luminescence est quasiment un caractère commun chez les espèces présentes dans les profondeurs des milieux marins. Environ 95% des individus marins vivant à 4000m de profondeurs sont lumineux. Les conditions très particulières des abysses expliquent cette particularité: à 150 m de profondeurs 99% de la lumière solaire est absorbé et à 1000m il fait nuit complète.

La protéine de GFP est utile pour la méduse de plusieurs façons, elle permet différents types d’actions permettant à l’animal qui l’utilise de survivre. Comme la méduse vit dans l’Océan et dans des zones très profonde de plusieurs centaine de mètres, là où l’eau est tellement dense que de ce faite, les rayons lumineux émient par le soleil ne peuvent pas atteindre cette zone de l’océan alors les conditions de vie peuvent être alors difficile. Mais heureusement pour elle, celle-ci possède la faculté de produire de la bioluminescence grâce à la GFP, utile pour s’éclairer, se défendre des prédateurs en les aveuglant par sa lumière ou encore pour se nourrir (elle peut attirer par sa luminescence les planctons).

En revanche cette protéine n’est pas utiles que pour elle mais aussi pour les hommes. Ses caractéristiques sont utilisées pour faire avancer différents domaines tel que la médecine; les recherches dans la biologie, même dans des applications surprenantes comme le domaine artistique … Voyons de 2 applications de la GFP :

Exemple 1 :

On peut visualiser l’expression des gènes dans les cellules en utilisant la GFP c’est à dire pouvoir visualiser en temps réel grâce au amélioration technologique l’expression d’un caractère spécifique . Pour cela, l’idée est d’attacher le gène de la GFP juste à côté du gène que l’on souhaite suivre: si dans une cellule donnée, le gène que l’on souhaite suivre est exprimé, la GFP le sera aussi. On pourra alors la repérer grâce à sa fluorescence à l’aide d’un microscope et de la lumière noir. C’est ce qu’à démontré Martin Chalfie que l’on a expliqué au paravent et que l’on appelle la transgénèse ( le transfert d’un gène d’une cellule d’une espèce vers une cellule appartenant à une autre espèce).

Prenons l’exemple d’un embryon de poisson zèbre pour lequel on a attaché le gène de la GFP à celui d’une protéine utilisée dans le système vasculaire: la protéine est synthétisée par l’organisme du poisson et donc la GFP par la même occasion.

Exemple 2 : 

D’autres on eut des idées qualifiées d’amusant comme l’artiste Edouardo Kac qui collabora avec un laboratoire français pour mettre au point Alba, un lapin génétiquement modifié avec de la GFP, permettant de devenir fluorescent [par exemple, avec une peinture UV lumière noire fluorescente](voir photo ci-contre). Ainsi, il propose des œuvres spectaculaires portant aussi sur d’autre animaux (cochons, abeilles, souris…).

La GFP dans la méduse est bel et bien

synonyme d’une avancée scientifique

d’où le prix Nobel de 2008 !

Article réalisé par : POTTIER Théophane