Les tardigrades survivent au dessèchement grâce à des protéines que l’on ne trouve chez aucun autre animal sur Terre

De minuscules tardigrades peuvent survivre à des conditions qui tueraient la plupart des autres formes de vie. En expulsant l’eau de leur corps et en se transformant en une boule apparemment sans vie appelée tun, ils entrent dans un état d’animation suspendue asséchée dans lequel ils peuvent survivre pendant des décennies sans nourriture ni eau et résister à des températures extrêmes, des pressions et même le vide de l’espace. Cependant, on sait peu de choses sur ce qui motive ce mécanisme de protection et sur ce qui empêche les tardigrades de succomber aux contraintes d’une dessiccation prolongée.

Maintenant, une nouvelle étude révèle comment tardigrades survivre sans eau du tout : Des protéines uniques transforment l’intérieur des cellules tardigrades en gel, empêchant ainsi les membranes cellulaires des créatures de se froisser et de s’effondrer. Cette stratégie est complètement différente de celles observées chez d’autres types d’animaux qui peuvent survivre à des périodes sèches.

En fait, « aucune protéine de ce type n’a été signalée dans d’autres organismes tolérants à la dessiccation », a déclaré Takekazu Kunieda, biologiste à l’Université de Tokyo qui a dirigé la nouvelle recherche, publiée le 6 septembre dans la revue. PLOS Biologie (s’ouvre dans un nouvel onglet).

Survivre à la dessiccation

Les tardigrades, également connus sous le nom d’ours d’eau ou de porcelets de mousse, sont un groupe d’animaux microscopiques avec des corps dodus et huit pattes se terminant par des griffes disproportionnellement délicates. Ils sont réputés pour leur résilience, capables de survivre à l’exposition à l’espacedes températures glaciales et une ébullition pendant une heure (bien qu’ils puissent être tués par exposition prolongée à l’eau chaude).

Les scientifiques s’intéressent depuis longtemps à la façon dont les tardigrades font cela. De nombreux animaux qui peuvent survivre à de longues périodes de dessiccation, tels que les crustacés aquatiques connus sous le nom de crevettes de saumure, utilisent des sucres appelés tréhalose pour congeler essentiellement leurs cellules dans un état semblable à du verre qui protège leur fonctionnement interne jusqu’à ce que les animaux soient à nouveau exposés à l’eau.

Mais les tardigrades n’ont pas beaucoup de tréhalose. Ce qu’ils ont, ce sont de nombreuses protéines que l’on ne trouve pas chez d’autres animaux. Ces protéines sont difficiles à comprendre, car chez un tardigrade non tun, elles apparaissent désorganisées et désordonnées, bien qu’un étude génétique 2017 (s’ouvre dans un nouvel onglet) ont constaté que certaines de ces protéines désordonnées semblent favoriser un état vitreux chez les tardigrades desséchés, tout comme le tréhalose le fait chez d’autres animaux.

La nouvelle recherche s’est concentrée sur un groupe de protéines spécifiques au tardigrade connues sous le nom de protéines cytoplasmiques abondantes thermosolubles (CAHS). Chez les tardigrades, ces protéines flottent autour du cytoplasme ou du liquide remplissant les cellules. Kunieda et ses collègues ont découvert ces protéines il y a dix ans, et d’autres groupes de recherche ont découvert que les protéines étaient impliquées dans la survie des tardigrades pendant la dessiccation. Mais personne ne savait comment.

Protéines coopératives

Kunieda et son équipe ont fini par revenir aux protéines CAHS tout en recherchant des protéines tardigrades qui changeaient de forme en cas de stress. Ils en ont identifié plus de 300, et les protéines CAHS en faisaient partie.

Pour savoir ce que font les protéines CAHS pour protéger les tardigrades sous la contrainte, les chercheurs ont déshydraté les cellules porteuses de CAHS et analysé comment les protéines ont changé. Ils ont constaté que lorsque les cellules étaient menacées de dessiccation, ces protéines se condensaient, formant un réseau de filaments. Ces filaments ont étayé la cellule, transformant le cytoplasme en un état semblable à un gel et empêchant la cellule de s’effondrer lorsque l’eau s’est écoulée. Cette condensation s’est produite en quelques minutes et s’est inversée tout aussi rapidement. Dans les six minutes suivant la réhydratation, une cellule pourrait à nouveau fonctionner normalement.

Dans leurs expériences, les chercheurs ont découvert que le CAHS pouvait rendre les cellules d’insectes plus résistantes à la dessiccation, mais ces cellules améliorées par le CAHS n’étaient toujours pas aussi résistantes que les cellules tardigrades. Cela signifie que CAHS ne travaillait pas seul, a déclaré Kunieda à Live Science.

« Il me semble évident que d’autres facteurs sont nécessaires pour reproduire la capacité de tolérance des tardigrades », a-t-il déclaré.

Heureusement, il existe de nombreuses protéines tardigrades à étudier. les chercheurs en ont identifié plus de 300 qui réagissent au stress. Les découvertes futures pourraient avoir des applications au-delà des tardigrades – par exemple, pour aider les scientifiques à développer de meilleurs conservateurs pour améliorer la durée de conservation des vaccins et des médicaments, a déclaré Kunieda.