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Posté par Michel le Vendredi 09/04/2010 à 00:00
Pourquoi les Japonais digèrent-ils facilement les sushis ?
Le porphyrane, un polymère de sucre présent dans les parois d'une algue rouge utilisée notamment pour préparer les sushis, est dégradé spécifiquement par une enzyme appelée porphyranase. Cette nouvelle activité enzymatique a été identifiée chez les bactéries marines, et, de manière surprenante, au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...) de bactéries peuplant les intestins des Japonais. Les scientifiques du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et de l'UPMC expliquent cette découverte par un transfert de gènes entre bactéries, qui aurait permis à la microflore des Japonais d'acquérir toute la « machinerie » pour consommer l'algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles constituent une part très importante de la biodiversité, et une des bases...) entourant les sushis. Leurs résultats sont publiés dans la revue Nature du 8 avril 2010.

Sans flore intestinale (La flore intestinale est l'ensemble des micro-organismes qui se trouvent dans le tube digestif. Le terme de flore intestinale n'est guère correct, puisqu'il s'agit surtout de bactéries...), l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement...) ne peut dégrader les polymères de sucres contenus dans son alimentation, l'une des principales sources d'énergie du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses...). En effet, les bactéries intestinales contiennent des enzymes réputées pour « casser » les polysaccharides (1), ces polymères constitués de sucres. Elles sont essentielles, car le génome humain ne possède pas de telles enzymes.


Colonies de la flavobactérie marine Zobellia galactanivorans, étalées sur boîte de Pétri sur un milieu contenant de l'agar.
Crédits: © Tristan Barbeyron – CNRS

Deux équipes de chercheurs travaillant au sein de la station biologique de Roscoff (Roscoff est une commune du département du Finistère, en région Bretagne, en France. Elle est aujourd'hui une station balnéaire dynamique. Les habitants s'appellent les Roscovites.) (CNRS / UPMC) se sont intéressées à la porphyranase, une enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer...) qui dégrade les polymères de sucres mais dont on ne soupçonnait pas la véritable action. Les scientifiques ont ainsi découvert que la porphyranase décompose une molécule bien spécifique: le porphyrane, et non un autre substrat comme cela avait été supposé jusqu'à présent (2). Le porphyrane est un polymère de sucre (Ce que l'on nomme habituellement le sucre est, dès 1406, une "substance de saveur douce extraite de la canne à sucre" (Chrétien de Troyes, Le Chevalier au...), un des constituants des parois d'une algue marine de couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) appelée Porphyra. Ces dernières sont utilisées pour confectionner les « fameux » sushis. D'après les écrits, cette algue est consommée depuis de nombreuses générations par les Japonais (3). D'une grande importance culturelle au Japon, elle a parfois servi de cadeau ou bien, à payer certaines taxes.

Les chercheurs ont ensuite mis en évidence comment se déroulait la reconnaissance entre l'enzyme (porphyranase) et son substrat (porphyrane). Ils ont ainsi pu identifier la « signature » de la séquence qui intervient dans cette reconnaissance (site bien particulier de l'enzyme où se fixe le réactif). Comme prévu, cette nouvelle activité enzymatique a été décelée chez les bactéries marines. Poussant leurs investigations, les scientifiques ont comparé les données génomiques de la flore (La flore est l'ensemble des espèces végétales présentes dans un espace géographique ou un écosystème déterminé (par opposition à la faune). Le terme...) intestinale de 13 individus japonais et de 18 individus nord-américains. Ils ont alors découvert que la porphyranase était également présente dans la flore intestinale des Japonais (mais non dans celle des Nord-Américains).


Deux espèces de Porphyra (P. leucosticta - la plus grande feuille, brune; P. linearis - les plus petits morceaux, rougeâtres),
ramassées à marée basse sur des plages près de Roscoff, Bretagne.
Crédits: © Mirjam Czjzek – CNRS

Les chercheurs supposent que la présence de l'enzyme dans la flore intestinale des Japonais est directement liée à leur mode de nutrition (La nutrition (du latin nutrire : nourrir) désigne les processus par lesquels un être vivant transforme des aliments pour assurer son fonctionnement. La nutrition est...). Grands consommateurs de Porphyra depuis plusieurs siècles, les Japonais seraient entrés en contact avec les bactéries marines qui renferment les porphyranases, via leur alimentation. Mirjam Czjzek et son équipe présument qu'un transfert de gènes des bactéries marines vers les bactéries de l'intestin (L'intestin est la partie du système digestif qui s'étend de la sortie de l'estomac à l'anus. Chez les humains et la plupart des...) aurait permis à la microflore des Japonais de recevoir la « machinerie » pour dégrader les polymères de sucres de l'algue Porphyra. Ces travaux suggèrent que la nourriture associée à des bactéries marines pourrait être un moyen, pour la flore intestinale humaine, d'acquérir de nouvelles enzymes, ce qui pourrait entre autres expliquer leur diversité.


Notes:

(1) Par exemple, la cellulose et l'amidon (L'amidon (du latin amylum, non moulu) est un glucide complexe (polyoside) composé de chaînes de molécules de D-Glucose. Il s'agit d'une molécule de réserve énergétique pour les...).
(2) On pensait auparavant que l'agarose, un polymère de sucre tiré également des algues rouges était le substrat de cette enzyme.
(3) Les textes attestent que l'algue était une forme de paiement au 8e siècle.


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Source: CNRS
Illustrations: Voir les légendes