Les scientifiques ont découvert comment les vers de vase mak

image : Gauche : Image de la trompe éversée de Glycera dibranchiata avec ses quatre mâchoires exposées, Droite : Image au microscope électronique à balayage d’une mâchoire de Glycera (barre d’échelle, 0,5 mm)
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Crédit : Matter/Wonderly et. Al.

Les vers de vase sont connus pour leurs mâchoires inhabituelles en forme de crocs, qui sont faites de protéines, de mélanine et de concentrations de cuivre introuvables ailleurs dans le règne animal. Les scientifiques ont observé comment ces vers utilisent le cuivre récolté dans les sédiments marins pour former leurs mâchoires, et le processus, décrit dans la recherche publiée dans la revue Question le 25 avril, peut être encore plus inhabituel que les dents elles-mêmes.

Parce que les vers ne forment leurs mâchoires qu’une seule fois, ils doivent être suffisamment forts et résistants pour durer toute la durée de vie de cinq ans de l’animal. Ils les utilisent pour mordre des proies, perforant parfois directement un exosquelette, et injectent du venin qui paralyse les victimes.

“Ce sont des vers très désagréables dans la mesure où ils sont de mauvaise humeur et facilement provoqués”, explique le co-auteur Herbert Waite, biochimiste à l’Université de Californie à Santa Barbara. “Quand ils rencontrent un autre ver, ils se battent généralement en utilisant leurs mâchoires de cuivre comme armes.”

Le laboratoire de Waite étudie les vers de vase depuis 20 ans, mais ce n’est que récemment qu’ils ont pu observer le processus chimique qui forme un matériau semblable à une mâchoire du début à la fin. Le ver commence par un précurseur protéique, qui recrute le cuivre pour se concentrer dans un liquide visqueux, riche en protéines, riche en cuivre et qui se sépare de l’eau.. La protéine utilise ensuite le cuivre pour catalyser la conversion du dérivé d’acide aminé DOPA en mélanine, un polymère qui, combiné à la protéine, donne à la mâchoire des propriétés mécaniques qui ressemblent aux métaux manufacturés.

Grâce à ce processus, le ver est capable de synthétiser facilement un matériau qui, s’il était créé en laboratoire, serait un processus compliqué impliquant de nombreux appareils, solvants et températures différents. “Nous ne nous attendions pas à ce que des protéines avec une composition aussi simple, c’est-à-dire principalement de la glycine et de l’histidine, remplissent autant de fonctions et d’activités sans rapport”, déclare Waite.

L’équipe espère qu’une meilleure compréhension de la façon dont le ver de vase mène son laboratoire de traitement autonome pourrait aider à rationaliser les parties de la production qui profiteraient à l’industrie. “Ces matériaux pourraient être des panneaux de signalisation indiquant comment fabriquer et concevoir de meilleurs matériaux de consommation”, déclare Waite.

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Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation et la Lam Research Corporation.

Question, Wonderly et al., “Un polypeptide multitâche des mâchoires de vers de sang : catalyseur, modèle et copolymère dans la formation de film” https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00153-9

Question (@Matter_CP), publié par Cell Press, est une nouvelle revue pour la recherche multidisciplinaire et transformatrice en sciences des matériaux. Les articles explorent les avancées scientifiques dans tout le spectre du développement des matériaux – des fondamentaux à l’application, du nano au macro. Visitez : https://www.cell.com/matter. Pour recevoir les alertes médias de Cell Press, veuillez contacter press@cell.com.


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