{"id":686,"date":"2024-07-17T14:36:07","date_gmt":"2024-07-17T12:36:07","guid":{"rendered":"https:\/\/web.umons.ac.be\/biosciences\/?p=686"},"modified":"2024-07-17T14:36:07","modified_gmt":"2024-07-17T12:36:07","slug":"des-chercheurs-de-lumons-participent-a-deux-etudes-qui-pourraient-inspirer-les-adhesifs-du-futur-issus-dune-limace-et-dune-grenouille","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/web.umons.ac.be\/biosciences\/fr\/des-chercheurs-de-lumons-participent-a-deux-etudes-qui-pourraient-inspirer-les-adhesifs-du-futur-issus-dune-limace-et-dune-grenouille\/","title":{"rendered":"Des chercheurs de l\u2019UMONS participent \u00e0 deux \u00e9tudes qui pourraient inspirer les adh\u00e9sifs du futur issus d\u2019une limace et d\u2019une grenouille"},"content":{"rendered":"

Quel est le point commun entre la loche rouss\u00e2tre (une limace d\u2019Am\u00e9rique du Nord) et la grenouille tomate de Madagascar\u00a0? Toutes deux utilisent un syst\u00e8me de d\u00e9fense remarquable faisant intervenir une colle. Lorsqu’ils sont attaqu\u00e9s par un pr\u00e9dateur, ces animaux, pourtant tr\u00e8s diff\u00e9rents, se d\u00e9fendent en produisant un liquide tr\u00e8s visqueux \u00e0 partir de leur peau dorsale. Cette substance – une sorte de bave collante – se transforme en quelques secondes en un puissant adh\u00e9sif, rendant presque impossible leur ingestion par un pr\u00e9dateur.<\/p>\n

Le laboratoire de Biologie des Organismes Marins et Biomim\u00e9tisme<\/a> de l\u2019UMONS vient justement de collaborer \u00e0 deux \u00e9tudes visant \u00e0 caract\u00e9riser ces colles d\u00e9fensives si particuli\u00e8res. Fort de son exp\u00e9rience dans la caract\u00e9risation des adh\u00e9sifs produits par les animaux marins, le laboratoire a contribu\u00e9 \u00e0 ces \u00e9tudes par son expertise dans les m\u00e9thodes morphologiques appliqu\u00e9es aux organes adh\u00e9sifs et aux colles qu\u2019ils s\u00e9cr\u00e8tent.<\/p>\n

Les r\u00e9sultats de ces deux \u00e9tudes pourraient inspirer le d\u00e9veloppement de futurs adh\u00e9sifs qui imitent ces s\u00e9cr\u00e9tions et qui pourraient \u00eatre utilis\u00e9s dans des applications m\u00e9dicales ou biotechnologiques, de mani\u00e8re non toxique et respectueuse de l’environnement. C\u2019est l\u2019essence m\u00eame du biomim\u00e9tisme, cette discipline qui prend la nature pour mod\u00e8le afin de relever les d\u00e9fis du d\u00e9veloppement durable.<\/p>\n

Men\u00e9e par Andrew Smith de l\u2019Ithaca College aux Etats-Unis, la premi\u00e8re \u00e9tude porte sur la s\u00e9cr\u00e9tion d\u00e9fensive de la limace Arion subfuscus<\/em>. Cette s\u00e9cr\u00e9tion est un gel solide et collant, renforc\u00e9 par un m\u00e9canisme de double r\u00e9seau (deux r\u00e9seaux enchev\u00eatr\u00e9s faits de mol\u00e9cules diff\u00e9rentes). Alors que les gels synth\u00e9tiques \u00e0 double r\u00e9seau n\u00e9cessitent g\u00e9n\u00e9ralement beaucoup de temps pour \u00eatre pr\u00e9par\u00e9s, cette limace cr\u00e9e un gel solide en quelques secondes de mani\u00e8re naturelle, \u00e0 partir de sa peau.<\/p>\n

Pour mieux comprendre comment la colle se forme si rapidement, les cellules de la peau de cette limace ont \u00e9t\u00e9 analys\u00e9es. L’objectif \u00e9tait de d\u00e9terminer comment les principaux composants de la colle \u00e9taient distribu\u00e9s et m\u00e9lang\u00e9s. La plus grande partie de la colle provient de deux types de glandes : l’une s\u00e9cr\u00e8te des polysaccharides, l’autre s\u00e9cr\u00e8te des prot\u00e9ines. L’enzyme catalase est tr\u00e8s abondante dans ce second type de glande et interviendrait dans la r\u00e9ticulation (polym\u00e9risation) des prot\u00e9ines avant que la colle ne soit lib\u00e9r\u00e9e. Les microgels r\u00e9ticul\u00e9s ainsi form\u00e9s s’assembleraient ensuite apr\u00e8s la s\u00e9cr\u00e9tion et se m\u00e9langeraient aux polysaccharides pour constituer la colle. Il s’agit d’un moyen inattendu et tr\u00e8s efficace de former rapidement un gel r\u00e9sistant.<\/p>\n

\"\"La loche rouss\u00e2tre, Arion subfuscus (Photo: Andrew Smith, Ithaca College)<\/em><\/p>\n

Dans la deuxi\u00e8me \u00e9tude, il est question de plusieurs amphibiens ayant d\u00e9velopp\u00e9 ind\u00e9pendamment des s\u00e9cr\u00e9tions cutan\u00e9es tr\u00e8s adh\u00e9sives (colles) permettant de se d\u00e9fendre tr\u00e8s efficacement contre les pr\u00e9dateurs. Parmi ceux-ci, la grenouille tomate de Madagascar a fait l\u2019objet d\u2019un projet de recherche emmen\u00e9 par Shabnam Zaman et Kim Roelants de la Vrije Universiteit Brussel. La colle de cette grenouille est principalement form\u00e9e de deux prot\u00e9ines, un membre hautement d\u00e9riv\u00e9 d’une famille de glycoprot\u00e9ines tr\u00e8s r\u00e9pandue et une galectine, interagissant entre elles pour former un gel. Les exp\u00e9riences r\u00e9alis\u00e9es \u00e0 l\u2019UMONS ont permis la d\u00e9tection de ces mol\u00e9cules sp\u00e9cifiques dans la peau de la grenouille et dans la colle, confirmant ainsi le mod\u00e8le propos\u00e9.<\/p>\n

L’identification de prot\u00e9ines semblables chez d’autres amphibiens r\u00e9v\u00e8le que ces prot\u00e9ines avaient une fonction au niveau de la peau bien avant l’\u00e9volution des colles. Une augmentation importante de la production de ces prot\u00e9ines, associ\u00e9e \u00e0 certaines modifications ponctuelles, a permis l’apparition ind\u00e9pendante des colles dans au moins deux lign\u00e9es de grenouilles.<\/p>\n

Les r\u00e9sultats de ces deux \u00e9tudes illustrent l’\u00e9volution r\u00e9currente chez les animaux d’innovations fonctionnelles, ici des gels collants et solides, via le recrutement d’\u00e9l\u00e9ments mol\u00e9culaires pr\u00e9existants. En plus de fournir des informations pr\u00e9cieuses sur la biologie des animaux, ces s\u00e9cr\u00e9tions adh\u00e9sives animales peuvent servir de mod\u00e8les pour le d\u00e9veloppement de nouvelles colles innovantes.<\/p>\n

\"\"La grenouille tomate de Madagascar, Dyscophus guineti (Photo\u00a0: Shabnam Zaman, VUB)<\/em><\/p>\n

\u00a0<\/em><\/p>\n

Plus d\u2019infos ? <\/strong>Prof. Patrick Flammang – Laboratoire de Biologie des Organismes Marins et Biomim\u00e9tisme de l\u2019UMONS<\/strong><\/p>\n

Email: Patrick.Flammang@umons.ac.be<\/a><\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences:<\/strong><\/p>\n

\u00a0<\/strong>Smith A.M. & Flammang P. (2024). Analysis of the adhesive secreting cells of <\/span>Arion subfuscus<\/em>: insights into the role of microgels in a tough, fast-setting hydrogel glue. <\/span>Soft Matter<\/em> 20<\/strong>: 4669-4680.<\/span><\/p>\n

Lien: https:\/\/doi.org\/10.1039\/D4SM00071D<\/a><\/p>\n

Zaman S., Lengerer B., Van Lindt J., Saenen I., Russo G., Bossaer L., Carpentier S., Tompa P., Flammang P. & Roelants K. (2024). Recurrent evolution of adhesive defence systems in amphibians by parallel shifts in gene expression. Nature Communications<\/em> 15<\/strong>: 5612.<\/p>\n

Lien: Recurrent evolution of adhesive defence systems in amphibians by parallel shifts in gene expression | Nature Communications<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Le laboratoire de Biologie des Organismes Marins et Biomim\u00e9tisme de la Facult\u00e9 des Sciences de l\u2019UMONS vient de collaborer \u00e0 deux \u00e9tudes portant toutes les deux sur des animaux utilisant un syst\u00e8me de d\u00e9fense remarquable faisant intervenir une colle produite tr\u00e8s rapidement. 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