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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

L’incroyable résistance des tardigrades aux stress environnementaux

Malgré leur espérance de vie de 1 à 3 ans, les tardigrades sont de micro-animaux aquatiques remarquables par leur capacité à survivre pendant de très longues périodes à des conditions de stress aussi diverses et létales que des températures et pressions extrêmes, la dessiccation ou même l’irradiation. Les mécanismes moléculaires leurs conférant cette résistance unique aux conditions extrêmes restaient jusqu’alors inconnus en dépit de l’intérêt vieux de plusieurs siècles que les tardigrades ont pu susciter.
Les chercheurs du groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN ont combiné la résonance magnétique nucléaire, la microscopie à force atomique et des techniques de diffraction de la lumière et des rayons-x, pour caractériser le comportement conformationnel et physique d’une protéine intrinsèquement désordonnée, unique aux tardigrades, qui joue un rôle essentiel dans cette réponse au stress environnemental. Ils ont pu déterminer à l’échelle atomique que cette protéine présente des bras désordonnés et hautement flexibles entourant un long domaine hélicoïdal central dont le comportement est hautement dépendant de la température. Cette protéine, hautement flexible et dynamique dans les conditions ambiantes, se transforme en conditions de stress pour former des fibres, lesquelles forment à leur tour un hydrogel. Les chercheurs ont pu séquestrer d’autres protéines à l’intérieur de ce gel formé par la protéine de tardigrade et ont démontré qu’elles y conservaient leur comportement conformationnel. Le mécanisme exact par lequel la formation de tels gels protège l’organisme reste encore inconnu, mais il est possible que la formation d’une telle matrice intracellulaire permette le maintien des biomolécules dans leur état fonctionnel. Cette transformation du milieu cellulaire, parfaitement réversible lors de la disparition du stress, permet de mieux comprendre la capacité unique des tardigrades à survivre des conditions autrement fatales pour la vie.

Intrinsically Disordered Tardigrade Proteins Self-Assemble into Fibrous Gels in Response to Environmental Stress. Malki A, Teulon JM, Camacho-Zarco AR, Chen SW, Adamski W, Maurin D, Salvi N, Pellequer JL, Blackledge M. Angewandte Chemie International Edition 2021 ; doi : 10.1002/anie.202109961

Contact : Martin Blackledge, chercheur CEA de l’IBS (groupe Flexibilité et Dynamique des Protéines par RMN)