Protéines olfactives chez le panda géant
Le Panda géant appartient à la famille des Ursidae. Cependant, il n'est pas carnivore, s’alimentant presque exclusivement de bambou. Étant équipé d'un appareil digestif typique des carnivores, cette alimentation lui fournit une énergie insuffisante, d’où sa faible activité. L'alimentation et l'accouplement étant régulés par les odeurs et les phéromones, une meilleure connaissance de l'olfaction au niveau moléculaire peut aider à concevoir des stratégies pour la conservation de cette espèce. Dans une étude publiée le 23 octobre 2017 dans la revue PNAS, une collaboration internationale identifie six protéines de liaison aux odeurs chez le Panda.
Le panda géant (Ailuropoda melanoleuca) une espèce en voie de disparition et un emblème populaire, cache encore des aspects inexplorés et déroutants. Il partage avec les ours, avec qui il est lié d’un point de vue évolutionniste, un système digestif carnivore, mais suit un régime strictement herbivore basé essentiellement sur le bambou. La faible énergie obtenue à partir de ces aliments pauvres explique ses mouvements lents et probablement une activité reproductrice réduite. L'alimentation et l'accouplement sont régulés par l'olfaction, encore mal étudiés chez cette espèce au niveau moléculaire.
Dans ce contexte, une collaboration de quatre équipes, deux chinoises, une française et une italienne, a identifié six protéines putatives de liaison aux odeurs (OBP) dans le génome du panda géant, en se fondant sur l'homologie avec des OBP provenant d'autres mammifères.
Quatre de ces protéines ont été détectées dans le mucus nasal, ce qui correspond à un rôle dans la détection des signaux chimiques. Deux protéines de liaison aux odeurs (AimelOBP3 et AimelOBP5), avec des affinités complémentaires de différentes classes chimiques, ont été décrites et analysées plus spécialement.
La première présente une grande affinité pour les aldéhydes insaturés à longue chaîne, des composés volatils qui sont abondants dans les feuilles de bambou. AimelOBP5 de son côté présente une faible affinité pour ces composés, mais une forte affinité pour les acides gras. La structure cristalline d'AimelOBP3 a été résolue, et a permis de générer des protéines variantes avec des mutations ponctuelles d’acides aminés dans le site de liaison de l’OBP.
Dans une approche d'écologie chimique inverse, qui pourrait être adoptée pour d'autres vertébrés, les données de liaison au ligand pourront suggérer des structures putatives de phéromones sexuelles encore inconnues.
© Paolo Pelosi. Liu Wei (Académie Chinoise des Sciences Agricoles. Pékin).
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Reverse chemical ecology: Olfactory proteins from the giant panda and their interactions with putative pheromones and bamboo volatiles.
Jiao Zhua, Simona Arena, Silvia Spinelli, Dingzhen Liu, Guiquan Zhang, Rongping Wei, Christian Cambillau, Andrea Scaloni, Guirong Wang and Paolo Pelosi.
PNAS 2017 ; published ahead of print October 23, 2017, doi:10.1073/pnas.1711437114