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Un produit chimique dans les cellules des organismes marins leur permet de survivre aux hautes pressions présentes dans les profondeurs des océans

Les scientifiques ont découvert remark un produit chimique dans les cellules des organismes marins leur permet de survivre aux hautes pressions présentes dans les océans profonds.

In addition les créatures marines vivent profondément, moreover l’environnement auquel elles doivent faire facial area est inhospitalier et extrême. Dans l’un des details les moreover profonds du Pacifique – la fosse des Mariannes, à 11 kilomètres sous la surface de la mer – la pression est de 1,1 kbar ou huit tonnes par pouce carré. C’est une augmentation de 1 100 fois de la pression subie à la floor de la Terre.

Sous pression normale ou atmosphérique, les molécules d’eau forment un réseau semblable à un tétraèdre.

Le réseau de molécules d’eau improve de forme

À haute pression, cependant, le réseau de molécules d’eau start à se déformer et à changer de forme. Lorsque cela get there à l’eau à l’intérieur des cellules vivantes, cela empêche les processus biochimiques vitaux de se produire et tue l’organisme.

En rapportant leurs découvertes, les chercheurs de Leeds ont pour la première fois été en mesure d’expliquer comment une molécule présente dans les cellules d’organismes marins contrecarre l’effet de la pression externe sur les molécules d’eau.

Le professeur Lorna Dougan, de l’École de physique et d’astronomie de Leeds, a déclaré : « La vie s’est adaptée pour survivre et prospérer dans des ailments environnementales extrêmes. Dans les profondeurs des océans, les organismes vivent sous des pressions extrêmement élevées qui détruiraient la vie humaine.

“Ces hautes pressions déforment l’eau liquide qui réside dans toute vie, entraînant des effets néfastes sur les biomolécules qui sous-tendent tous les processus biologiques.

“Nous devons comprendre ce qui arrive à l’eau sous pression et remark les organismes adaptés à la pression combattent ces effets. Si nous pouvons comprendre comment ces organismes survivent à une pression extrême, nous pouvons appliquer ces découvertes à l’étude as well as huge de la stabilité biomoléculaire.”

N-oxyde de triméthylamine ou TMAO

La molécule présente dans les cellules qui produit l’effet protecteur contre les pressions externes élevées est appelée TMAO – N-oxyde de triméthylamine. Des études ont montré que la quantité de TMAO dans les organismes océaniques augmente en fonction de la profondeur de leur habitat.

Dirigée par le Dr Harrison Laurent, également de l’École de physique et d’astronomie, l’étude a utilisé l’une des installations analytiques les in addition avancées au monde pour étudier comment une pression powerful modifie les liaisons hydrogène entre les molécules d’eau voisines.

Diffusion des neutrons

Appelée ISIS Neutron and Muon Source, l’installation d’analyse du laboratoire STFC Rutherford Appleton dans l’Oxfordshire a été utilisée pour tirer un faisceau de neutrons – qui sont des particules subatomiques – sur des échantillons d’eau avec et sans TMAO. L’analyse a été effectuée à basse pression, 25 bar, et à haute pression, 4 kbar.

Le check a révélé des détails sur la framework atomique des molécules d’eau.

À haute pression, les liaisons hydrogène dans l’échantillon d’eau pure sont devenues déformées et moins stables et le réseau worldwide de molécules d’eau s’est compacté.

La présence de TMAO, cependant, a renforcé et stabilisé la liaison hydrogène et a maintenu la framework du réseau des molécules d’eau.

Le Dr Laurent a déclaré : “Le TMAO fournit un ancrage structurel qui permet à l’eau de résister à la pression extrême à laquelle elle est soumise. Les résultats sont importants vehicle ils aident les scientifiques à comprendre les processus par lesquels les organismes se sont adaptés pour survivre aux disorders extrêmes rencontrées dans les océans.”

À partir de l’étude, l’équipe de recherche a également pu développer ce qu’on appelle un “rapport de defense des osmolytes”, qui prédit le niveau de TMAO nécessaire dans les cellules des organismes marins afin qu’ils puissent survivre à une profondeur spécifique dans les océans.

Le professeur Dougan a ajouté : « Le professeur Dougan a ajouté : « Notre étude établit un pont entre l’eau sous pression au niveau moléculaire et la merveilleuse capacité des organismes qui se développent sous haute pression dans les profondeurs des océans.

“Des recherches récemment publiées ont révélé de nouvelles espèces vivant au fond des mers profondes. Nous comprenons maintenant les variations remarquables qui ont permis à la vie d’exploiter ces habitats.”