{"id":280933,"date":"2019-04-09T18:31:39","date_gmt":"2019-04-09T21:31:39","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=280933"},"modified":"2019-04-15T16:49:20","modified_gmt":"2019-04-15T19:49:20","slug":"eclairage-naturel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/eclairage-naturel\/","title":{"rendered":"\u00c9clairage naturel"},"content":{"rendered":"

Une rue \u00e9clair\u00e9e par des arbres lumineux \u00e0 la place de r\u00e9verb\u00e8res et de lampes. Cette image semble irr\u00e9elle mais n\u2019est pas impossible pour le chimiste Cassius Stevani, professeur \u00e0 l\u2019Institut de Chimie de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (IQ-USP). \u00ab\u00a0Mais il faut \u00eatre prudent, nous ne voulons pas qu\u2019une for\u00eat produise de la lumi\u00e8re en pleine nuit\u00a0\u00bb, pr\u00e9vient-il. M\u00eame si cette r\u00e9alit\u00e9 semble encore \u00e9loign\u00e9e, ce sc\u00e9nario de science-fiction est la base des recherches de Cassius Stevani sur des champignons bioluminescents, principalement de l\u2019esp\u00e8ce Neonothopanus gardneri<\/em>, de la For\u00eat des Cocais, dans l\u2019\u00e9tat du Piau\u00ed. Cassius Stevani et ses collaborateurs, principalement russes et br\u00e9siliens, sont parvenus \u00e0 expliquer une part importante des r\u00e9actions chimiques qui illuminent les champignons d\u2019une couleur verte, conform\u00e9ment \u00e0 l\u2019article publi\u00e9 le 26 avril sur le site de la revue Science Advances<\/em>.<\/p>\n

Le point d\u2019orgue de l\u2019\u00e9tude a \u00e9t\u00e9 de d\u00e9couvrir que l\u2019hispidine, une mol\u00e9cule poss\u00e9dant des propri\u00e9t\u00e9s pharmaceutiques et pr\u00e9sente dans la plupart des plantes, est pr\u00e9curseur de la lucif\u00e9rine, un substrat essentiel \u00e0 la production de lumi\u00e8re chez les champignons. L\u2019hispidine est \u00e9galement pr\u00e9sente dans des champignons non luminescents leur donnant une couleur orang\u00e9e et les prot\u00e9geant des dommages caus\u00e9s par la lumi\u00e8re solaire.<\/p>\n

La s\u00e9rie de r\u00e9actions chimiques d\u00e9couvertes par le groupe de chercheurs montre que la lucif\u00e9rine r\u00e9agit avec l\u2019oxyg\u00e8ne \u00e0 travers l\u2019action de l\u2019enzyme lucif\u00e9rase pour donner naissance \u00e0 de l\u2019oxylucif\u00e9rine excit\u00e9e qui, en revenant \u00e0 un \u00e9tat stable, \u00e9met un photon et donc produit de la lumi\u00e8re. L\u2019oxylucif\u00e9rine subit ensuite l\u2019action d\u2019une autre enzyme et donne naissance \u00e0 l\u2019acide caf\u00e9ique. C\u2019est l\u2019autre d\u00e9couverte importante car l\u2019acide caf\u00e9ique \u00e9tait d\u00e9j\u00e0 connu comme pr\u00e9curseur de l\u2019hispidine. Cassius Stevani explique qu\u2019ainsi le cycle se compl\u00e8te. \u00ab\u00a0Il y a un recyclage des mol\u00e9cules impliqu\u00e9es dans la bioluminescence, ce qui explique la petite quantit\u00e9 d\u2019hispidine se trouvant dans les champignons : elle est toujours pr\u00e9sente, puis elle r\u00e9agit, et le cycle de la bioluminescence continue\u00a0\u00bb. Ce processus consomme de l\u2019oxyg\u00e8ne ce qui pour l\u2019organisme est peut-\u00eatre une mani\u00e8re de combattre les dommages du stress oxydatif.<\/p>\n

Les arbres et d\u2019autres plantes produisent \u00e9galement de l\u2019acide caf\u00e9ique d\u2019o\u00f9 l\u2019id\u00e9e de sugg\u00e9rer une manipulation g\u00e9n\u00e9tique afin qu\u2019ils produisent les enzymes n\u00e9cessaires pour compl\u00e9ter la r\u00e9action et briller. \u00ab\u00a0Il serait \u00e9galement possible de produire des orchid\u00e9es luminescentes pour le commerce de plantes ornementales\u00a0\u00bb, imagine le chimiste. Le biochimiste nord-am\u00e9ricain Hans Waldenmaier, qui l\u2019ann\u00e9e derni\u00e8re a termin\u00e9 son doctorat sous l\u2019orientation de Cassius Stevani, a justement l\u2019intention de monter une entreprise pour produire des plantes bioluminescentes dans son pays. L\u2019objectif n\u2019est pas uniquement d\u00e9coratif. \u00ab\u00a0Il sera peut-\u00eatre possible un jour d\u2019utiliser ce syst\u00e8me comme des marqueurs pour suivre le processus biologique des plantes et l\u2019appliquer aussi aux probl\u00e8mes de sant\u00e9 humaine\u00a0\u00bb, explique le professeur de l\u2019IQ-USP. Des prot\u00e9ines fluorescentes utilis\u00e9es comme marqueurs g\u00e9n\u00e9tiques lumineux ont permis \u00e0 Osamu Shimomura, Roger Tsien et Martin Chalfie de gagner le prix Nobel de Chimie en 2008, pour l\u2019importance de la visualisation des processus biochimiques. Dans ce cas il s\u2019agissait d\u2019une prot\u00e9ine fluorescente produite par des m\u00e9duses et largement utilis\u00e9e dans les laboratoires du monde entier.<\/p>\n

\"\"

Cassius Stevani\/IQ-USP<\/span><\/a> La lumi\u00e8re verte \u00e9mise par Neonothopanus gardneri<\/em> est visible durant les nuits obscuresCassius Stevani\/IQ-USP<\/span><\/p><\/div>\n

Chimie productive<\/strong>
\nLes r\u00e9sultats pr\u00e9sent\u00e9s dans l\u2019article de la revue Science Advances<\/em> sont le fruit d\u2019une collaboration entre Cassius Stevani et le chimiste russe Ilia Yampolsky, de l\u2019Institut de chimie Bio-organique de Moscou. Ce partenariat a surgi de mani\u00e8re insolite quand Cassius Stevani a appris par des \u00e9l\u00e8ves qui revenaient d\u2019un congr\u00e8s international qu\u2019Ilia Yampolsky cherchait \u00e0 caract\u00e9riser les mol\u00e9cules responsables de la bioluminescence fongique, il l\u2019a donc contact\u00e9 pour lui proposer d\u2019unir leurs efforts. Mais il \u00e9tait d\u00e9j\u00e0 trop tard car les r\u00e9sultats obtenus \u00e0 partir des cultures d\u2019un champignon similaire au br\u00e9silien le Neonothopanus nambi<\/em> et originaire du Vietnam, allaient \u00eatre publi\u00e9s. Dans cette dispute acad\u00e9mique, perdre pour un chercheur ayant dans ce domaine une exp\u00e9rience plus r\u00e9cente peut parfois faire l\u2019objet d\u2019amertume et d\u2019hostilit\u00e9. Mais c\u2019est le contraire qui s\u2019est produit car chacun a collabor\u00e9 dans sa propre sp\u00e9cialit\u00e9 pour parvenir aux r\u00e9sultats pr\u00e9sent\u00e9s dans la revue Science Advances.<\/em> Le russe y a contribu\u00e9 avec la synth\u00e8se des compos\u00e9s organiques et le br\u00e9silien avec les m\u00e9canismes chimiques. Ils ont \u00e9galement re\u00e7u le soutien des chimistes Erick Bastos et Paolo di Mascio, de l\u2019Institut de Chimie de S\u00e3o Paulo, et d\u2019Anderson Oliveira, de l\u2019Institut Oc\u00e9anographique ainsi que des pharmaciens Felipe D\u00f6rr et Ernani Pinto, de la Facult\u00e9 de Sciences Pharmaceutique, tous appartenant \u00e0 l\u2019USP.<\/p>\n

Ils ont \u00e9galement constat\u00e9 que la lucif\u00e9rase peut \u00eatre versatile, en plus de la d\u00e9couverte des mol\u00e9cules pr\u00e9sentes dans la r\u00e9action de bioluminescence. Pour ce fait, Ilia Yampolski a synth\u00e9tis\u00e9 des variations de la lucif\u00e9rine qui, en r\u00e9agissant avec la lucif\u00e9rase, produisent \u00e9galement de la lu-mi\u00e8re. Comme ces mol\u00e9cules ne sont pas produites par des champignons, la r\u00e9action a \u00e9t\u00e9 reproduite dans un appareil appel\u00e9 luminom\u00e8tre, qui a enregistr\u00e9 la pr\u00e9sence de lumi\u00e8re. La seule diff\u00e9rence r\u00e9sidait dans la longueur d\u2019onde distincte du vert observ\u00e9 dans la nature. Si cette r\u00e9action se produisait dans la nature il serait possible de voir des champignons briller avec d\u2019autres couleurs \u00e0 l\u2019instar des images modifi\u00e9es qui illustrent cet article, une sorte de \u00ab\u00a0licence po\u00e9tique\u00a0\u00bb selon les propres mots du chimiste br\u00e9silien.<\/p>\n

Entre la chimie pure, la science-fiction et les applications technologiques, Cassius Stevani emprunte \u00e9galement la voie de la biologie pour comprendre le sens \u00e9cologique de la luminescence des champignons. Les r\u00e9sultats obtenus par Waldenmaier dans sa recherche de doctorat sont sur le point d\u2019\u00eatre publi\u00e9s mais nous pouvons d\u00e9j\u00e0 dire, d\u2019apr\u00e8s les films r\u00e9alis\u00e9s et les exp\u00e9riences de terrain, que la luminosit\u00e9 attire les insectes et cr\u00e9e un v\u00e9ritable \u00e9cosyst\u00e8me en miniature. Les champignons semblent \u00eatre le point de rencontre de vers luisants qui les visitent en groupe. De petits cafards dor\u00e9s s\u2019alimentent du champignon et sont les proies des araign\u00e9es. Ils sont tous attir\u00e9s par la lumi\u00e8re qui se propage davantage que les senteurs dans un environnement forestier. Dans le m\u00eame temps les insectes s\u2019impr\u00e8gnent de spores favorisant ainsi leur diss\u00e9mination car pr\u00e8s du sol, o\u00f9 il y a davantage d\u2019humidit\u00e9, il n\u2019y a pas assez de vent pour propager les particules reproductives. Cette collaboration est donc b\u00e9n\u00e9fique pour tous.<\/p>\n

Projet<\/strong>
\nBioluminescence des champignons : Relev\u00e9 d\u2019esp\u00e8ce, \u00e9tude m\u00e9canistique & essais toxicologiques (n\u00ba 13\/16885-1<\/a>) ; Modalit\u00e9<\/strong> Aide \u00e0 la Recherche R\u00e9guli\u00e8re ; Chercheur responsable<\/strong> Cassius Vinicius Stevani (USP) ; Investissement<\/strong> 183 183,40 R$ + 58 141,94 US$.<\/p>\n

Article scientifique<\/strong>
\nKASKOVA, Z. M. et al<\/em>. Mechanism and color modulation of fungal bioluminescence<\/a>. Science Advances<\/strong>. 26 avr. 2017.<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un processus chimique de bioluminescence des champignons se r\u00e9v\u00e8le recyclable et adaptable ","protected":false},"author":3,"featured_media":280938,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1180],"tags":[2462,2464,2463,2436,2461],"coauthors":[1601],"class_list":["post-280933","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-sciences","tag-biochimie","tag-biodiversite","tag-biologie","tag-chimie","tag-ecologie"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280933","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=280933"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280933\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":280946,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/280933\/revisions\/280946"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/280938"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=280933"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=280933"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=280933"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=280933"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}