Les grandes oreilles de l’infiniment petit

DEPUIS la découverte par Alexander Fleming que les larmes humaines contiennent une protéine antibactérienne, qu’il nomma lysozyme en 1922, les chercheurs se sont attaché à comprendre comment cette enzyme pouvait lyser les bactéries.

Il s’avère que ces enzymes ont des « mâchoires » qui s’accrochent et dévorent les rangées des parois cellulaires, telle une personne dévorant un épis de mais, selon une étude publiée dans la revue « Science ». « Ces mâchoires broient les parois des bactéries qui ne cherchent qu’à pénétrer dans les yeux pour les infecter », déclare dans un communiqué le Pr Gregory Weiss, chercheur en biologie moléculaire, biochimie et chimie a l’université d’Irvine en Californie.

L’un des plus petits transistors du monde.

Choi et coll. ont décodé le comportement de la protéine en construisant l’un des plus petits transistors du monde, 25 fois plus petit que des circuits électroniques similaires trouvés dans les ordinateurs portables ou les smartphones. Ce transistor à effet de champ (FET), un nanotube de carbone, a été attaché à une molécule lysozyme, ce qui a permis de surveiller les mouvements de la protéine sur des périodes de 10 minutes, ce qui est bien plus long que ne le permettent les techniques de fluorescence. En moyenne, une centaine de liaisons chimiques sont progressivement hydrolysées, à des fréquences de 15 hertz, avant que le lysozyme ne revienne à un état de repos, dans une conformation de mâchoire fermée, soumise a des mouvements rapides (330 hertz). Une analyse statistique a même permis de distinguer la fermeture de la mâchoire qui survient en une étape, de l’ouverture de l’enzyme qui survient en deux étapes.

« Nos circuits sont des microphones de taille moléculaire. Tout comme un stéthoscope écoute le cœur, notre dispositif écoute une molécule protéique », explique le Pr Philip Collins, professeur de physique et astronomie à l’université d’Irvine qui a codirigé ce travail.

Il aura fallu plusieurs années aux chercheurs pour assembler le transistor et l’attacher à la molécule lysozyme, trouvée dans les larmes, la salive, le mucus nasal et d’autres sécrétions.

Les chercheurs espèrent que cette nanotechnologie pourrait être utilisée un jour pour détecter des molécules cancéreuses. « Cela pourrait prendre une décennie, mais cela en vaudrait bien la peine, estime Weiss. Si nous pouvons détecter des molécules uniques associées au cancer, ceci signifierait que nous serions capables de le détecter extrêmement tôt. »

Choi et coll. Science 20 janvier 2012.