Et si on faisait tourner le monde à l’envers ?

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Et si on faisait tourner le monde à l’envers ?

par Brigitte Axelrad – SPS n° 312, avril 2015

Qui ne s’est jamais amusé, en rembobinant un film à l’envers, à regarder l’eau remonter dans le pot, la moutarde rentrer dans le tube ?

Ou encore l’œuf cassé rentrer dans sa coquille ?

Le 23 janvier 2015, UCI News a annoncé que c’est à ce genre d’expérience, mais plus sérieuse, publiée dans la Revue Chembiochem sous le titre « Shear-Stress-Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion Bodies » [1][2], que se sont livrées deux équipes de chercheurs de l’UCI (Université de Californie-Irvine, États-Unis) et de l’Université Flinders (Australie). En effet, ils ont mis au point une technique révolutionnaire pour « décuire » ou « débouillir » un œuf dur.

En réalité, la technique de ces chercheurs n’est peut-être pas si révolutionnaire car, le 4 avril 2010, Hervé This [3] décrivait déjà avec précision sur son blog un procédé de décuisson d’un œuf, en expliquant pourquoi le blanc se coagule en cuisant et comment on peut défaire la coagulation en utilisant un agent réducteur, puis récupérer un œuf décuit. À la fin de l’opération, il concluait : « c’est bien la formation de ponts disulfures qui est responsable de la coagulation des protéines de l’œuf… et donc aussi de la viande et du poisson ».

Que se passe-t-il pendant la cuisson d’un œuf de poule ?

Les chercheurs d’Irvine expliquent que lorsqu’on fait bouillir un œuf de poule pendant 20 minutes et à 90° C, la chaleur casse les liaisons les plus faibles, et la protéine se déroule. Ensuite, de nouveaux liens plus solides se créent. Les protéines se replient en une structure enchevêtrée serrée, qui donne au blanc d’œuf son aspect blanc et caoutchouteux.

Mais, pour inverser le processus, il ne suffit pas d’agir sur la température. Les équipes de Gregory Weiss, professeur de chimie et de biologie moléculaire à l’Université de Californie (États-Unis) et du professeur Colin Raston à l’Université Flinders (Australie) ont utilisé successivement deux techniques, l’une chimique et l’autre mécanique.

Les techniques

Tout d’abord, le blanc a été séparé du jaune puis dissout dans un agent réducteur comme de l’urée, qui a pour propriété de démêler certaines protéines (les lysozymes). L’urée s’attaque aux liaisons et liquéfie le blanc d’œuf, mais ce n’est toutefois pas suffisant. Les protéines créées par le biais de ce processus ne sont pas les mêmes que celles contenues dans l’œuf.

Il faut donc aller plus loin. Le produit obtenu est alors placé dans une machine « vortex fluidique » [4] qui, en le soumettant à des contraintes de cisaillement, lui rend son aspect liquide initial. La solution est placée dans un tube incliné à 45°, mis en rotation rapide dans la machine vortex. Le gradient de vitesse provoque la contrainte de cisaillement nécessaire pour déplier les protéines. Les protéines sont ainsi étirées puis relâchées et reprennent leur conformation d’origine en quelques minutes. Ce procédé a été appliqué expérimentalement à plusieurs protéines de tailles différentes. On ajuste alors la vitesse et l’inclinaison pour optimiser le résultat pour les différentes protéines. Cette machine, une sorte de centrifugeuse, a été mise au point par le professeur Colin Raston, de l’Université Finders en Australie.

Mais ce n’est pas du tout parce que ces chercheurs manquaient d’œufs pour faire leur omelette qu’ils ont fait cette découverte ! Tous avertissent bien qu’il ne faut pas manger l’œuf décuit !

Mais alors quel est l’intérêt de l’opération ?

Comme l’expliquent les chercheurs californiens, produire de nombreuses protéines, utilisées dans la recherche médicale ou dans la nourriture, prend souvent beaucoup de temps et d’argent. De plus, les protéines sont souvent repliées anormalement et structurellement incorrectes, ce qui les rend inutilisables. Les anciennes méthodes sont coûteuses et longues : l’équivalent de la dialyse au niveau moléculaire doit être effectué pendant environ quatre jours. La méthode présentée par le professeur Weiss aurait le mérite d’être rapide, prenant quelques minutes seulement, et pourrait permettre de récupérer des molécules jugées importantes.

L’Université d’Irvine indique que pour créer des anticorps en oncologie, il faut par exemple utiliser de coûteuses cellules ovariennes de hamster qui ne permettent pas toujours de synthétiser les protéines souhaitées. Si la technique employée ici pouvait être un jour transposée à d’autres applications, il serait alors possible de rationaliser la fabrication de ces fameuses protéines et de réduire considérablement les coûts. Les traitements contre le cancer et d’autres segments de l’industrie mondiale de la biotechnologie pourraient en profiter.

Le business ne perdant pas ses droits, l’UCI a déposé un brevet sur ce travail. Les auteurs envisagent des machines vortex mises en parallèle ou à flux continu pour traiter de grands volumes de solutions.

Alors, ces chercheurs auraient-ils découvert la poule aux œufs d’or ?

Références

[1] Revue Chembiochem, 23 janvier 2015, « Shear-Stress-Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion Bodies ».Abstract, article complet
[2] UCI News, 23 2015, « UCI, fellow chemists find a way to unboil eggs »
[3] Blog de Hervé This, membre du Parrainage scientifique de l’AFIS, Physico-chimiste INRA/AgroParisTech, directeur scientifique de la Fondation Science&Culture Alimentaire, membre de l’Académie d’agriculture de France : voir aussi Étranges pratiques.
[4] Définition du principe du vortex sur le site Futura-Sciences : « Le terme vortex est utilisé pour désigner un mouvement tourbillonnaire de fluide ou de particules […] »http://www.futura-sciences.com/maga…
Mis en ligne le 1er septembre 2015