Un minuscule ver utilise son nez pour trouver la meilleure protéine, et cela pourrait nous apprendre quelque chose sur le vieillissement
Un ver d'à peine un millimètre peut flairer des bactéries enrichies en un acide aminé qu'il est incapable de fabriquer lui-même. Le récepteur responsable de ce comportement vient d'être identifié, et ses implications dépassent largement la biologie des vers.
Caenorhabditis elegans est un nématode transparent qui vit dans le sol, se nourrit de bactéries et survit environ trois semaines. C'est aussi l'un des organismes modèles les plus féconds de la biologie. Avec seulement 302 neurones et un génome facile à manipuler, il a permis des découvertes fondatrices en génétique, en neurosciences et sur le vieillissement. Une grande partie de ce que l'on sait sur la restriction calorique, la signalisation de l'insuline dans la longévité et la génétique de la durée de vie provient en partie d'expériences sur ce minuscule animal.
Une nouvelle étude publiée dans eLife ajoute un chapitre à cette histoire. Des chercheurs montrent que C. elegans recherche activement des bactéries enrichies en leucine, un acide aminé essentiel que les animaux ne peuvent pas synthétiser eux-mêmes et doivent obtenir par l'alimentation. L'outil dont dispose le ver pour trouver cette nourriture est un récepteur olfactif spécifique appelé SNIF-1. Lorsque les bactéries contiennent de la leucine, elles émettent certains composés volatils. SNIF-1 détecte ces composés, et le ver suit l'odeur vers un repas plus complet sur le plan nutritionnel.
Pourquoi la leucine en particulier ?
La leucine n'est pas une cible choisie au hasard. C'est un acide aminé à chaîne ramifiée et un puissant activateur de mTOR, une protéine qui agit comme capteur de nutriments. mTOR intègre les informations sur la disponibilité des aliments pour réguler la croissance cellulaire, le métabolisme et la synthèse des protéines. La signalisation mTOR est profondément liée au vieillissement : la supprimer prolonge la durée de vie dans plusieurs organismes modèles, tandis qu'une activation excessive favorise la croissance mais accélère les processus liés au vieillissement. Le fait que C. elegans ait développé un récepteur olfactif dédié à la détection des bactéries productrices de leucine suggère que cet acide aminé constitue un signal de priorité biologique ancien.
Les chercheurs ont utilisé le microbiote naturel du ver, c'est-à-dire les bactéries qu'il rencontre réellement dans son habitat, plutôt que des souches de laboratoire. Cela renforce la pertinence écologique des résultats. Ce comportement de recherche de nourriture n'est pas un artefact des conditions contrôlées. C'est quelque chose que le ver fait à l'état sauvage, guidé par une odeur qui encode une information nutritionnelle.
Ce que les vers révèlent sur le nez et la nutrition
La question plus profonde que soulève cette étude est de savoir si des systèmes similaires existent chez des animaux plus complexes. Certaines données chez les mammifères indiquent que la sensibilité olfactive à certaines odeurs alimentaires varie selon l'état nutritionnel : les animaux privés de protéines deviennent plus attirés par les odeurs associées aux protéines. Mais aucun récepteur spécifique reliant la détection de la leucine à un comportement de recherche de nourriture n'a encore été identifié chez les vertébrés. La question de savoir si SNIF-1 possède un équivalent fonctionnel dans le nez humain, et s'il pourrait influencer les préférences alimentaires de manière pertinente pour la nutrition, le métabolisme ou même le vieillissement, reste entièrement ouverte.