04 juin 2009

des plantes pour mieux maîtriser nos flux d'énergie et de matière

Les organismes vivants ont développé des systèmes de régulation de leurs voies métaboliques, qui leur sont nécessaires pour survivre. Pourquoi ne pas s'inspirer de ces mécanismes afin d'améliorer notre maîtrise des flux de matière et d'énergie ?

C'est dans cette optique que des chercheurs du CNRS, de l'INRA et du CEA (1) ont développé un modèle mathématique représentant les voies de biosynthèse des acides aminés (2) chez la plante Arabidopsis. Ce modèle a permis de reproduire fidèlement des mesures réalisées avec des plantes entières, démontrant ainsi son exactitude. Des simulations ont alors permis de comprendre qualitativement et quantitativement le fonctionnement d'un tel réseau de contrôle. Ces résultats viennent d'être publiés en ligne par la revue Molecular Systems Biology.

Imaginez qu'une usine fabrique simultanément, à partir d'un même stock de pièces détachées, plusieurs modèles de voiture à une vitesse de 20 000 voitures par seconde et qu'elle doive, de plus, adapter sa vitesse de production à un apport de pièces détachées plus ou moins efficace ainsi qu'à une demande très fluctuante des consommateurs. À ce rythme, plus d'un milliard de voitures peuvent être fabriquées en une journée. On comprend aisément qu'à cette vitesse, le moindre retard lors d'une étape puisse conduire à un chaos indescriptible.

De tels flux sont caractéristiques des processus de synthèse des petites molécules dans les organismes vivants (métabolisme). Ces derniers ont en effet été capables, au cours de l'évolution, de développer des systèmes de contrôle permettant de gérer leur production de molécules, à des vitesses parfois encore 1 000 fois plus grandes. Ces mécanismes de contrôle sont nécessaires pour éviter une rupture de stock ou un engorgement qui ralentiraient la croissance de la plante, ou tueraient les cellules, lors d'un changement dans leur environnement. Par exemple, la lumière, source d'énergie pour les plantes, peut augmenter brusquement après le passage d'un nuage ; un coup de vent peut faire baisser la température d'une dizaine de degrés, divisant ainsi la vitesse de travail dans la cellule par deux.
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Posté par rusty james à 16:18 - Permalien [#]
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