La bioluminescence Collège de France Jacques Livage

Présentation au sujet: "La bioluminescence Collège de France Jacques Livage"— Transcription de la présentation:

1 La bioluminescence Collège de France Jacques Livage
rubrique ‘ cours du Collège de France ’

2 Aristote Luminescence de la mer lorsqu’on agite l’eau
due à des micro-organismes planctoniques

3 Thomas Bartholin de luce animalium
( ) de luce animalium 1647 luciole

4 Montre que la bioluminescence de champignons ou de bactéries
Robert Boyle ( ) Montre que la bioluminescence de champignons ou de bactéries ne se produit qu’en présence d’oxygène

5 Raphael Dubois 1886 Deux fractions d ’un broyat d’organes luminophores de lucioles 1. la luminescence cesse au bout d’un certain temps 2. mis dans l ’eau bouillante de donne pas de luminescence 1 + 2 la luminescence réapparaît substrat non sensible à la chaleur enzyme dénaturée à 100°C Réaction enzymatique 1. la luminescence cesse épuisement du substrat 2. Eau bouillante dénaturation de l’enzyme 1(enzyme) + 2 (substrat) la luminescence réapparaît

6 Bioluminescence Catalyse enzymatique (luciférase) de l’oxydation
d’un substrat (luciférine) par l’oxygène luciférine peroxyluciférine [P*] P + hn luciférase O2 rendement ≈ 90%

7 L’oxydation peut être précédée d’une activation du substrat (luciole)
Activation de la luciférine par l’ATP en présence d’ions Mg2+ formation d’un complexe ‘ luciférine-luciférase-AMP ’ et élimination de pyrophosphate Oxydation de la luciférine en peroxyluciférine

8 cyclisation du peroxyde puis décarboxylation
relaxation du complexe activé avec émission de photons

9 Grande variété de luciférines
célentérazine bactéries dinoflagellés lucioles vargulin

10 Ver luisant femelle du Lampyre
(coléoptère) Lampyris nocticula Les organes luminescents sont situés dans les 3 derniers segments de l’abdomen

11 Lampyris nocticula mâle ailé L’œil du mâle est très gros de façon à mieux percevoir les signaux lumineux de la femelle

12 Lucioles Le mâle vole tandis que la femelle reste à terre
nombreux signaux périodiques émis simultanémente et en phase par l ’ensemble des mâles auxquels la femelle répond pour attirer les mâle luciole larve

13 La recherche(12.04)

14 La ‘femme fatale’ Après l’accouplement, la femelle émet des signaux
Thomas Eisner et al. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 94 (1997) 9723 Après l’accouplement, la femelle émet des signaux correspondant à d’autres espèces de lucioles afin d’attirer leurs mâles et de les dévorer Photuris versicolor

15 Ces lucioles produisent des substances (pyrones stéroïdiennes)
qui les protègent contre leurs prédateurs (araignéees, grives, …) Photinus marginellus Photinus ignitus Protection de la femme fatale et de sa descendance 15

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17 Le ‘ railroad worm ’ (phengodidae)
double luminescence rouge (l ≈ 550 nm) sur la tête verte (l ≈ 620 nm) sur le reste du corps tête abdomen 650 nm 570 nm

18 Les ‘ railroad worms ’ : phengodidae
Luminescence de E. coli génétiquement avec les gènes responsables des luminescences rouge et verte Du railroad worm Phrixotrix

19 Green Fluorescent Proteins
Bactéries génétiquement modifiées avec les gènes responsables de la bioluminescence de l ’Aequorea victoria Aequorea victoria

20 Fluorescence des bactéries génétiquement modifées
O. Lev et al. Chem. Mater. (2002) 140 mn 260 mn 340 mn 420 mn 480 mn Souche de E. coli porteuse du plasmide pPBG11 cultivée en présence de l’inducteur de protéines GFP Green Fluorescent Protein Réponse de E. coli à l’addition des protéines Fluorescence après différents temps d ’incubation

21 La bioluminescence est très répandue
Bactéries Champignons

22 luciole Insectes ver luisant

23 Bioluminescence marine

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