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Paris, 10 juillet 2006

Comment le calcium régule la luminescence de la méduse

L'aequorine est une protéine luminescente issue de la couronne de la méduse Aequorea victoria, capable d'émettre de la lumière en présence de calcium sans besoin d'une excitation lumineuse. Les biologistes peuvent cibler son expression dans des cellules spécifiques, et y étudier les activités cellulaires liées au calcium. C'est le cas de l'activité neuronale.

L'équipe de Bertrand Lambolez, du laboratoire Neurobiologie des processus adaptatifs (CNRS, Université Paris VI) vient de montrer la manière dont le calcium régule l'émission de lumière par l'aequorine. Les chercheurs ont d'abord sélectionné des plasmides mutants sur les sites de fixation du calcium, et les ont fait s'exprimer dans des bactéries. Les résultats leur permettent de dégager deux observations principales : tout d'abord, l'étude des mutants présentant une cinétique d'émission de l'aequorine ralentie a montré qu'un seul ion calcium est capable d'induire une émission de lumière, mais que cette dernière est émise plus rapidement quand le nombre d'ions se fixant à l'aequorine augmente. Ensuite, il semble impossible d'isoler des mutants capables d'émettre la lumière en plus grande quantité, ce qui laisse supposer que, dans la nature, l'aequorine émet déjà à son intensité maximale.

Il semble donc que la sensibilité de l'aequorine repose non pas sur une augmentation de son rendement mais sur celle de la vitesse de la réaction de bioluminescence qui se produit à rendement constant. Les chercheurs supposent que l'aequorine existe en équilibre entre deux formes émettrices de lumière possédant des vitesses d'émission différentes. La forme lente serait majoritaire à faible concentration en calcium et, lorsque cette dernière augmente, l'équilibre serait déplacé en faveur de la forme rapide.



Pour être utilisée en imagerie, une sonde codée génétiquement doit être suffisamment sensible et présenter un faible signal de base en l'absence de stimuli. L'aequorine répond parfaitement à ces critères. Grâce à ces précisions sur les mécanismes régissant sa sensibilité au calcium, il deviendra possible de modifier la séquence de l'aequorine et d'autres sondes calciques en fonction de l'application souhaitée ou du signal calcique à étudier.



Ces travaux sont parus dans The Proceedings of the National Academy of Science 2006 Jun 20;103(25):9500-5.

Contacts :

Chercheur
Bertrand Lambolez
T 01 44 27 25 09
bertrand.lambolez@snv.jussieu.fr

Presse
Isabelle Bauthian
T 01 44 96 46 06
isabelle.bauthian@cnrs-dir.fr


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