Pourquoi les limandes vivant dans l’Atlantique Nord ne gèlent pas ?

> Les poissons habitant les eaux polaires se sont adaptes a un environnement particulierement hostile. Non seulement ils doivent maintenir une activite metabolique a des temperatures inferieures a zero degre Celsius et controler leur osmolarite dans un environnement contenant pres de 0,5 M de sels, mais ils doivent aussi se proteger contre le gel. L’eau de mer, dont la concentration en sels est pres de 2,5 fois plus elevee que celle du plasma sanguin, gele a une temperature de –1,9 oC, temperature qu’elle atteint regulierement pendant la saison hivernale. Puisque le plasma sanguin gele a une temperature de –0,8 oC, les organismes inadaptes geleraient rapidement dans cette eau contenant d’innombrables minuscules germes de cristaux de glace pouvant servir a tout moment comme centre de nucleation de la glace. Afin de se proteger contre ce phenomene, de nombreux poissons produisent des proteines antigel (PAG) [1], qui se fixent a la surface des cristaux de glace empechant ainsi la croissance de ces cristaux (effet Kelvin). La presence de PAG abaisse le point de congelation d’une solution en dessous de son point de fusion colligatif et la difference, appelee «hysteresis thermale» (HT), est une propriete de la solution qui peut etre mesuree en laboratoire. Les poissons du nord de l’Atlantique, incluant les limandes (flets), les eperlans, les harengs, les lycodes, les chaboisseaux et les morues, fabriquent des PAG ainsi que des glycoproteines antigel de cinq types differents, qui sont non homologues et remarquablement diverses en terme de sequence et de structure [1]. Les limandes plie rouge (Pleuronectes americanus) fabriquent une PAG decouverte il y a plus de 30 ans [2]. Cette PAG (de «type I ») est composee d’une simple helice αamphipatique de 33 acides amines [3] qui se lie a la face pyramidale de la glace [4] via une surface riche en residus alanine et complementaire de celle du reseau cristallin de la glace. Cette proteine est fabriquee en grande quantite par le foie, d’ou elle est exportee dans le sang a une concentration de 10-15mg/ml [5], qui devrait resulter en une hysteresis thermale de 0,7 oC [6]. Cette activite antigel, lorsqu’elle est combinee a l’effet colligatif des solutes sanguins, pourrait contribuer a proteger les limandes jusqu’a une temperature de –1,5 oC, mais les laisseraient vulnerables a la temperature de –1,9 oC des eaux du nord de l’Atlantique dans lesquelles elles vivent. Afin de determiner si la resistance des limandes au gel etait due a des facteurs antigel supplementaires, nous avons mesure le degre de HT dans un echantillon de plasma soigneusement maintenu a basse temperature. Contre toute attente, le degre de HT etait superieur a 2 oC [7], soit plus de deux fois l’activite maximale de la PAG de « type I ». De plus, les cristaux de glace presents dans le plasma etaient d’une forme fuselee complexe alors que les cristaux tres particuliers dus a la presence de PAG de «type I » ont une forme de bipyramide hexagonale (Figure 1). Au contraire, lorsqu’un aliquot de l’echantillon etait prealablement rechauffe a temperature ambiante, le degre de HT etait largement reduit et les cristaux avaient alors une forme de bipyramide hexagonale. Ces Department of Biochemistry, Queen’s University, Kingston, Ontario, K7L 3N6 Canada. 9cbm@qlink.queensu.ca REFERENCES