Une percée scientifique pionnière a permis l’extraction de protéines à partir de tissus mous préservés, y compris des cérébraux humains , révélant une vaste archive d’informations biologiques jusqu’alors inaccessibles. Cette nouvelle méthode promet de remodeler notre compréhension de l’ évolution , de l’ alimentation , des microbiomes et même du développement des cellules cérébrales au fil des millénaires.
Exploiter les Archives Biologiques Cachées
Chaque organisme est construit à partir de protéines —des molécules essentielles qui animent des processus vitaux tels que les battements de cœur et la communication neuronale. À la mort d’un organisme, ces protéines se dégradent généralement rapidement. Cependant, lorsque les tissus sont préservés, certaines protéines peuvent survivre, parfois pendant des siècles.
Selon Alexandra Morton-Hayward de l’Université d’Oxford, « il existe des tissus mous préservés sur plus d’un demi-milliard d’années d’histoire de la Terre ». Ces tissus sont des mine d’or biologique , contenant « plus de 75 % de toutes les protéines humaines ».
Jusqu’à présent, l’extraction de protéines de tels tissus restait difficile. La plupart des études en paléoprotéomique ont principalement porté sur les os et les dents , qui n’offrent que des aperçus limités—essentiellement sur l’identité des espèces et les relations génétiques. Quelques travaux ont été réalisés sur la peau et les cheveux, souvent trouvés sous forme de cuir ou de fourrure, mais ces éléments fournissent peu de données protéiques. En revanche, les tissus internes mous détiennent une narration moléculaire beaucoup plus riche .
Une Technique Révolutionnaire Utilisant de l’Uree
Dans une étude récente, Morton-Hayward et son équipe ont réussi à extraire des protéines de cerveaux humains préservés, collectés sur un site archéologique à Bristol, au Royaume-Uni. Les échantillons avaient jusqu’à 300 ans d’âge. Parmi 456 cerveaux préservés, l’équipe a sélectionné 10 échantillons, chacun pesant seulement 50 milligrammes, et a testé plusieurs procédés chimiques pour identifier celui le plus efficace pour libérer les protéines.
Ils ont découvert que l’ urée , un produit chimique naturel trouvé dans l’urine, pouvait décomposer les cellules cérébrales tout en maintenant les protéines intactes. Une fois libérées, les protéines ont été fragmentées et analysées à l’aide de la spectrométrie de masse , une technique qui identifie les molécules en fonction de leur masse et de leur charge. La méthode la plus réussie a révélé 1 205 protéines , un rendement sans précédent pour une telle étude.
« Il s’agirait probablement de l’une des premières, sinon la première, [étude] à faire cela, » a déclaré Ragnheiður Diljá Ásmundsdóttir de l’ Université de Copenhague , soulignant la nouveauté et le potentiel de cette méthode pour de futures recherches.
Les Scientifiques Déchiffrent le Code des Protéines Cérébrales — Quel est le Prochain Objectif?
Bien que l’accent actuel ait été mis sur le tissu cérébral, cette méthode pourrait également s’appliquer à d’autres tissus mous tels que le foie ou les intestins. Ces organes préservent également une large gamme de protéines, dont beaucoup détiennent les clés sur les régimes alimentaires anciens , les pathogènes et les fonctions physiologiques .
Selon Morton-Hayward, il existe d’innombrables échantillons préservés non utilisés dans les installations de stockage à travers le monde. Avec cette nouvelle technique, ces collections pourraient être revisitées et réanalysées, débloquant des aperçus qui étaient auparavant impossibles à obtenir.
Cette étude pose également de nouvelles questions sur les limites de la préservation des protéines . Bien que les plus anciennes protéines récupérées jusqu’à présent— entre 21 et 24 millions d’années —proviennent de dents dans l’Arctique canadien, il reste incertain de savoir combien de temps les protéines dans les tissus mous peuvent résister. Certains tissus préservés datent de la Période cambrienne , entre 539 et 487 millions d’années, et incluent des échantillons comme les intestins de trilobite et les systèmes nerveux d’arthropodes . La question de savoir si des protéines subsistent dans ces tissus anciens, ou si les outils actuels sont insuffisants pour les détecter, demeure ouverte.
Biologie Ancienne Décodée
Un des défis majeurs à l’avenir sera de comprendre comment les protéines se dégradent au fil du temps. Selon Morton-Hayward, cette connaissance sera essentielle pour reconstruire l’apparence des protéines originales avant que la dégradation ne s’installe.
« Soit il y a des protéines là-dedans, et nous n’avons pas encore les techniques pour y accéder, soit il n’y a pas de protéines après un certain temps », a fait remarquer Ásmundsdóttir. « La réponse à cette question, nous devrons attendre de la voir. »
Cette méthode représente un nouveau front dans la biologie évolutive , permettant potentiellement aux scientifiques d’explorer l’ évolution physiologique et biochimique des espèces —y compris la nôtre—à un niveau de détail jamais atteint auparavant.