Le jour où nous serons inoxydables
par Miroslav Radman

Le jour où nous serons inoxydables

La mort est l’aboutissement d’un processus d’oxydation des protéines. Que se passerait-il si l’on parvenait à se protéger contre ces dégâts ? Le comportement d’une étonnante bactérie ouvre d’immenses perspectives.

Publié dans le magazine Books, février 2019. Par Miroslav Radman
Elle porte un nom impossible. Elle est minuscule. Elle me fascine depuis bien longtemps. J’y suis très attaché et elle m’accompagne fidèlement dans mes travaux. Par moments, je pense à elle jour et nuit. Pourtant, elle ignore jusqu’à mon existence. Elle, c’est Deinococcus radiodurans, littéralement « l’étrange graine qui résiste aux radiations ». La bactérie la plus étonnante du monde, peut-être même d’une bonne partie de l’Univers. Son histoire remonte à 1956. Elle n’a pas encore de nom lorsqu’elle est repérée par l’armée américaine – non par des hauts gradés dans un laboratoire secret consacré à la guerre bactériologique, mais par un brave GI affamé qui, en ouvrant sa boîte de corned-beef, découvre un bloc de viande traversé de filaments orange foncé. Il ignorait que sa désagréable surprise présageait un grand pas pour l’humanité. La mésaventure du GI est remontée jusqu’aux responsables de la stérilisation des rations militaires. Par précaution sanitaire, celles-ci étaient stérilisées deux fois : d’abord à haute température comme toute conserve, puis par irradiation aux rayons gamma. Normalement, cette boîte de corned-beef n’avait aucune raison d’être avariée, et pourtant elle l’était. Cela dit, on a su par la suite que Deinococcus n’était ni toxique ni pathogène, et que notre GI aurait pu consommer son déjeuner sans inconvénient pour sa santé. L’enquête ayant montré que la boîte faisait partie d’un lot effectivement irradié, il fallait donc chercher plus loin que la simple erreur de fabrication. La bactérie inconnue a été cultivée en laboratoire, puis exposée à des doses de radiations de plus en plus fortes : impossible de la tuer. Les chercheurs ont poussé l’expérience jusqu’à des doses démentes, de l’ordre du million de rads : aucun résultat, la survie était de 100 %. Il faut savoir qu’un être humain meurt dès 200 à 300 rads. La bactérie y a gagné son qualificatif de radiodurans, mais la science n’était guère plus avancée. Des travaux ultérieurs ont montré que cette résistance était paradoxale : dans les faits, Deinococcus est bel et bien tuée par les radiations, même à doses relativement faibles. Ce qui change tout, c’est sa capacité à se régénérer intégralement en un temps record dès qu’elle se retrouve dans un environnement nutritif favorable – le corned-beef, par exemple ! Si l’on extrait des molécules d’ADN vivant, on constate une certaine viscosité. Après irradiation, l’ADN de Deinococcus, pulvérisé, a perdu toute viscosité : il est absolument sec, donc cliniquement mort. Mais si on le laisse reposer dans un milieu riche, il recommence à vivre au bout de trois ou quatre heures, comme le prouve sa viscosité retrouvée. La bactérie n’est pas simplement immortelle, elle fait beaucoup mieux : elle est capable de mourir et de ressusciter un nombre illimité de fois. À partir d’une découverte aussi extraordinaire, plusieurs questions, qui sont ­autant de pistes de recherche, se posent, qui m’ont amené à me pencher sur Deinococcus dès 2008. Première question : à quoi cela peut-il servir à un organisme vivant de survivre à des doses de radiations qui n’existent pas dans la nature ? Les lois de l’évolution darwinienne vont toujours dans le sens d’une optimisation de l’énergie : faire évoluer un organisme pour lui permettre de faire face à une menace réelle, toujours. Mais face à une menace imaginaire, jamais. Alors, pourquoi ? Deuxième question : par quel mécanisme l’ADN brisé, fragmenté, déshydraté va-t-il se reconstituer pour retrouver son état initial ? Pour donner une idée de la complexité de l’opération, il faut imaginer que l’on transforme ce livre en confettis, qu’on les mélange, puis qu’on les réassemble dans le bon ordre, jusqu’à reconstituer le livre tel qu’il était avant sa destruction au point de pouvoir continuer à le lire, le tout à grande vitesse… Troisième question, qui est double : pour l’immense majorité des organismes vivants, une très haute dose d’irradiation, ou la déshydratation totale, signe leur arrêt de mort irréversible. Quelle est la substance qui permet à l’ADN mort de Deinococcus de revivre ? Et si l’on parvenait à isoler la substance qui confère à cet ADN sa capacité à ressusciter, puis à transférer cette substance dans d’autres ­organismes, ceux-ci bénéficieraient-ils à leur tour de la même capacité ? Les réponses sont arrivées progressivement. La résistance aux radiations s’est révélée corollaire de la résistance de Deinococcus à la déshydratation, qu’elle soit provoquée par des causes naturelles – soit géoclimatiques, soit par exposition aux ultraviolets à très haute altitude – ou artificielles, comme l’irradiation en laboratoire. Par la suite, on a découvert que les sables des déserts les plus arides du monde, tels le Sahara, le désert de Sonora ou celui d’Atacama, sont riches en diverses espèces de Deinococcus déshydratées depuis des décennies, qu’il suffit de placer en milieu humide pour les voir revivre. Une poignée de sable, un peu d’eau et de nutriments, et la vie se manifeste à nouveau ! Les lois de l’évolution sont respectées, Deinococcus est armée pour résister à des menaces naturelles, donc réelles. Ensuite, le mécanisme de reconstitution de l’ADN fragmenté a livré ses secrets : dans une bactérie, il existe en permanence plusieurs copies d’ADN, jusqu’à quatre ou cinq parfois, dont la croissance est continue. Cette multiplication des copies permet de comparer très rapidement les fragments par leurs chevauchements pour les remettre dans le bon ordre. Même à l’état latent, il subsiste au moins deux copies, ce qui est suffisant pour assurer la recombinaison sans erreurs, à condition d’y mettre le temps – jusqu’à plusieurs jours selon le milieu et l’état de l’ADN, ce qui est relativement long dans la vie de cette bactérie, qui met par ailleurs, à titre de comparaison, à peine deux heures et demie pour se reproduire. Enfin se posait la question de la substance qui reste suffisamment « vivante » pour provoquer le réveil et la recombinaison, ce « quelque chose » qui résiste à l’oxydation. Et ça, c’est fabuleux, parce que l’oxydation n’est autre que le processus chimique de la mort. Résister à l’oxydation, c’est repousser la mort. C’est le paradoxe de l’oxygène, à la fois indispensable à la vie et facteur de mort. Avec Anita Kriško, ma principale collaboratrice pendant ces dix dernières années, nous avons réussi à mettre en évidence que le processus d’oxydation des protéines de Deinococcus se manifeste à des doses d’irradiation beaucoup plus élevées que pour les protéines d’autres bactéries, sans parler de celles de l’organisme humain.…
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