prospective mer Focus - Biominéralisation en domaine marin (suite) • Le fonctionnement de la matrice minéralisante Jusqu’à récemment, les matrices organiques minéralisantes (en particulier, les matrices associées au carbonate de calcium) étaient considérées comme un tout homogène, dominé par quelques protéines, notamment celles ayant une affinité pour l’ion métallique constitutif majeur de la biominéralisation. Il n’en est rien. Le couplage des techniques protéomiques et transcriptomiques a récemment révélé que les matrices organiques sont constituées d’un très grand nombre de protéines aux fonctions très variées : fonctions structurelles dans la biominéralisation, fonctions enzymatiques, fonctions signalisatrices, etc. Ainsi, sur le modèle biologique de l’huître perlière, plus de 90 nouvelles protéines impliquées dans le processus de biominéralisation ont été mises en évidence (Figure VI.11). Sur le scléractiniaire Acropora millepora, près de 40 protéines squelettiques ont été identifiées. Le défi pour les années à venir consiste à comprendre le fonctionnement de cette véritable « boîte à outils moléculaire » pour la minéralisation et à accéder à l’étape de la chimie supra-moléculaire (interaction protéines-protéines). Cela implique, entre autre, au niveau d’un laboratoire, de mettre en place un modèle d’étude, dont le développement peut être contrôlé, et dont l’activité minéralisante peut être modulée par des knock-out génétiques. Figure VI.11. Les protéines de matrices minéralisantes connues depuis 1990 sur des modèles « mollusque ». Evolution de leur nombre (d’après Marin et al., 2012). Partial sequences Complete sequences Contribution from Dijon (Partial & Complete sequences) Molecular biology techniques Proteomic & transcriptomic techniques N=Nb identified proteins Biochemical techniques « Protein per protein » approach High througput screening • La composante de régulation en amont de la matrice extracellulaire minéralisante Il existe une véritable béance dans nos connaissances sur la régulation des systèmes minéralisants, c’est-à-dire sur le réseau complexe de gènes (facteurs de transcription, cytokines) qui coordonnent et contrôlent en amont l’activité minéralisante per se. Seuls pour le moment, les modèles vertébrés et échinodermes ont été explorés de manière fine. Pratiquement rien n’est connu chez des clades minéralisants aussi importants que les coraux ou les mollusques. Ceci implique bien entendu les aspects développementaux, ainsi que ceux liés à la régulation intracellulaire. L’approche transcriptomique permet et permettra de répondre à ces questions. 20 15 10 5 1 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 112
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