John Walker: "Au lieu d'utiliser des parties de biomachines, il est préférable de comprendre et d'appliquer leur base chimique"
John Walker: "Au lieu d'utiliser des parties de biomachines, il est préférable de comprendre et d'appliquer leur base chimique"
À son époque, à Cambridge, des scientifiques de prestige ont travaillé. Pourquoi Cambridge ? Ces choses se passent par hasard?
Je pense que le succès de l'Université de Cambridge réside dans la tradition de la recherche. Là travaillent de bonnes personnes, et cela attire beaucoup de bonnes personnes. De cette façon, la tradition progresse peu à peu et peut rejoindre d'importantes générations de chercheurs. C'est pourquoi je pense que Cambridge a été et sera une grande référence en Angleterre.
Pensez-vous qu'en Angleterre l'intérêt pour la science a diminué?
Au moins à Cambridge pas. Il y avait beaucoup de scientifiques importants, mais ceux qui sont maintenant sont très bons et je ne pense pas qu'il y ait moins d'intérêt.
Avez-vous rencontré Watson et Crick ?
James Watson n'a pas, mais quand je suis arrivé à Cambridge, Francis Crick travaillait toujours là. C'était une personne de grande personnalité, très attachée aux débats théoriques. À cette époque, au bar de l'université, dans la cantine, chacun rendait publiques les discussions. Il n'était pas difficile de trouver Crick dans ces cas.
Et Linus Pauling ?
J'étais deux fois avec Linus Pauling. Une fois venu donner une conférence à Cambridge. La seconde était curieuse: Je l'ai trouvé dans un bar de Moscou. Il n'y avait pas beaucoup d'endroits pour prendre le petit déjeuner autour de moi, je suis allé à l'un d'eux et j'ai rencontré Linus. Je me suis présenté et nous avons déjeuné ensemble. Je lui ai parlé de mon travail et il m'a écouté avec beaucoup d'intérêt. Il avait beaucoup de capacité d'écoute, contrairement à Crick.
En abordant le thème de votre recherche, comment gérez-vous l'énergie mitochondrienne ?
Il utilise un système complexe de protéines. Mais la base est l'accumulation de protons à l'intérieur de la membrane. Cela génère un gradient dans la concentration des protons, et le dépôt des protons libère de l'énergie. Les protons ont donc la même fonction que l'eau dans les centrales hydroélectriques. Et les protéines présentes dans la membrane mitochondriale synthétisent des molécules d'ATP avec cette énergie. Tous les autres processus chimiques de cellules peuvent employer l'énergie stockée dans des molécules d'ATP.
Ces protéines forment une biomachine. Existe-t-il d'autres systèmes similaires dans les cellules?
Oui, et pas seulement dans les cellules. Ces biomachines sont des rotors, ce système connecté à la membrane a des parties mobiles en rotation. Ainsi, de nombreux micro-organismes, au lieu d'utiliser cette rotation pour générer de l'ATP, l'utilisent pour déplacer un fléau. Dans ce cas, il est également une pompe à protons, mais il est utilisé mécaniquement au lieu de stocker l'énergie chimiquement.
Du point de vue mécanique, le mouvement le plus important d'une protéine est le changement de formage de toute la molécule. La biophysique est-elle une nouvelle façon d'étudier les protéines ?
La réaction chimique est due aux changements physiques de ce changement de formage. Ils regroupent les réactifs qui doivent participer de manière réactive. L'analyse du mécanisme concret permet une meilleure compréhension du processus. La zone catalytique est générée uniquement par l'union de certains acides aminés. Ces mouvements de formation de la zone catalytique sont accompagnés d'un changement général d'attitude de la protéine. Ils font partie du mécanisme. Et il est indispensable de comprendre ces changements pour comprendre la réaction chimique qui se produit en vous. Par conséquent, les protéines sont des dispositifs mécaniques qui produisent des réactions chimiques.
Est-il possible qu'une protéine catalyse une réaction chimique sans fonction juste pour obtenir un changement de position globale ?
Les mouvements de rotation que nous étudions sont très liés à la réaction de catalyseur de protéines. L'un dépend de l'autre. Il y a peu d'exceptions, mais en général ce sont des mouvements très spécifiques et tout ce qui se passe a un objectif ou un autre. Il n'y a pas de processus stériles.
Cependant, les protons peuvent traverser certaines membranes sans réagir, de sorte qu'ils peuvent faire une voie stérile. Il est très intéressant et n'est pas compris comme il arrive. En fait, 30% de l'énergie que nous produisons est utilisée dans ce type de processus. Par conséquent, nous ne sommes pas 100% efficaces. Dans une certaine mesure, les personnes les moins efficaces sont les plus chanceuses, car si nous mangeons beaucoup, elles ne s'engraissent pas, celles qui sont 100% efficaces s'engraissent beaucoup avec la même quantité de nourriture.
Par conséquent, les chercheurs sont très intéressés par ce sujet, ce sont des processus biologiques liés à l'obésité. Dans notre laboratoire, par exemple, c'est un thème prioritaire. Nous étudions l'obésité et le diabète lié.
Quels autres processus enquêtez-vous ?
Dans notre laboratoire, nous étudions également les processus biologiques du vieillissement. Nous voulons savoir si la mitochondrie participe à ces processus. Dans le mécanisme de transformation de l'énergie sont générés les radicaux de l'oxygène comme produit latéral. Ces radicaux sont très dommageables, peuvent endommager l'ADN des mitochondries et nous croyons que ce processus est lié au vieillissement.
L'ADN mitochondrial se détériore avant celui des noyaux, donc comme nous vieillissons, nous perdons la capacité de production d'énergie, nous nous sentons de plus en plus fatigués, etc. C'est un processus de dégénérescence. En comprenant son mécanisme, se pose la question suivante : Est-il possible d'interrompre ou de ralentir le processus ? Cela nous oriente vers la recherche de substances anti-radicales, comme la vitamine C et d'autres antioxydants. Ces produits peuvent éviter les réactions des radicaux.
Dans de nombreux domaines de la médecine, vous pouvez appliquer ce que vous apprenez de ces systèmes de biologie de base.
Les systèmes de protéines que vous recherchez sont des rotors et des dispositifs de taille des molécules. Peut-on utiliser des éléments de ces systèmes pour la nanotechnologie, c'est-à-dire pour la fabrication de nanomachines artificielles?
Cette idée, bien sûr, ne peut pas être écartée. Mais il y a beaucoup de problèmes. Ces biomachines sont facilement brisées. Ils ne sont pas faciles à manipuler. Par exemple, s'ils faisaient partie d'une puce, ils devraient être un environnement idéal pour rester stable pendant une longue période, sinon ils se dégraderaient rapidement. Ils auraient de grands problèmes, c'est pourquoi je ferais une autre proposition. Au lieu d'utiliser des parties de biomachines, nous pouvons essayer de comprendre la base chimique du fonctionnement et appliquer les principes appris aux nanomachines fabriqués par l'homme. En outre, les nanomarines seront plus simples que les biomachines en raison de leur complexité.
Il y a quelques exemples. Certains scientifiques ont pris des protéines avec des fonctions bioénergétiques et les ont utilisées comme interrupteurs dans les puces. Par conséquent, vous ne pouvez pas rejeter l'idée, mais je pense que pour l'instant il n'est pas facile de le faire.
Il existe aujourd'hui une plus grande tendance à analyser la biochimie du point de vue chimique que du point de vue biologique. Il semble ainsi. Reconnaissant que les deux approches sont nécessaires, comment voyez-vous la contribution de chaque domaine?
Je pense que les deux sont nécessaires. J'ai développé ma carrière professionnelle en recherche médicale, mais j'ai travaillé dans des instituts multidisciplinaires. J'ai eu des biologistes, des chimistes, des médecins, des mathématiciens théoriques et des experts dans différents domaines de la science. Ainsi, chacun travaillait avec une vision propre d'un certain système biologique, mais en tenant compte des incidences de tous les autres. La somme de toutes ces études est fructueuse. Je pense donc que ce type de système ne peut être compris d'un seul point de vue, ni de la biologie, ni de la chimie.
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