De très nombreux animaux pluricellulaires secrètent un squelette minéralisé, matériau composite où la phase minérale, carbonatée, phosphatée ou siliceuse, est prépondérante. Il est généralement admis que les carbonates, abondants chez les invertébrés protostomiens (coquille des mollusques, carapace des crustacés) sont plutôt associés à la chitine, polymère saccharidique, alors que les phosphates, surtout présents chez les vertébrés, sont liés au collagène, protéine structurelle. Bien que cette dichotomie admette des exceptions, elle apparait comme un principe général qui traduit une nette séparation évolutive entre les deux systèmes minéraux, voire des origines distinctes et indépendantes.

Dans ce travail réalisé sur l’ormeau européen Haliotis tuberculata, les chercheurs du Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP) et leurs collaborateurs dont un membre de Biogéosciences Dijon, révèlent pour la première fois la présence d’une phase phosphatée amorphe – similaire à la couche amorphe associée à l’apatite osseuse – intimement liée au carbonate de calcium de la coquille larvaire de ce gastéropode. Cette phase phosphatée est essentielle aux premières étapes de la construction de la coquille larvaire. Elle joue un rôle dans la stabilisation temporaire de la phase carbonatée amorphe, mais surtout, elle pourrait être le vestige d’un précurseur amorphe mixte (CaPCO₃) à l’origine des systèmes carbonatés et phosphatés, dont chacun aurait été sélectionné par des macromolécules (protéines) spécifiques. Par delà les aspects évolutifs évidents qui montrent l’interdépendance et la plasticité des deux systèmes biominéraux, la découverte de phases amorphes mixtes est une source d’inspiration pour la synthèse de matériaux biomimétiques cristallins de formes complexes.

Article

Widad Ajili, Camila B. Tovani, Justine Fouassier, Marta de Frutos, Guillaume Pierre Laurent, Philippe Bertani, Chakib Djediat, Frédéric Marin, Stéphanie Auzoux-Bordenave, Thierry Azaïs & Nadine Nassif, 2022. Inorganic phosphate in growing calcium carbonate abalone shell suggests a shared mineral ancestral precursor. Nature Communications, 13: 1496, DOI 10.1038/s41467-022-29169-9.

extrait:

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De très nombreux animaux pluricellulaires secrètent un squelette minéralisé, matériau composite où la phase minérale, carbonatée, phosphatée ou siliceuse, est prépondérante. Il est généralement admis que les carbonates, abondants chez les invertébrés protostomiens (coquille des mollusques, carapace des crustacés) sont plutôt associés à la chitine, polymère saccharidique, alors que les phosphates, surtout présents chez les vertébrés, sont liés au collagène, protéine structurelle. Bien que cette dichotomie admette des exceptions, elle apparait comme un principe général qui traduit une nette séparation évolutive entre les deux systèmes minéraux, voire des origines distinctes et indépendantes.

Dans ce travail réalisé sur l'ormeau européen Haliotis tuberculata, les chercheurs du Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP) et leurs collaborateurs dont un membre de Biogéosciences Dijon, révèlent pour la première fois la présence d'une phase phosphatée amorphe - similaire à la couche amorphe associée à l'apatite osseuse - intimement liée au carbonate de calcium de la coquille larvaire de ce gastéropode. Cette phase phosphatée est essentielle aux premières étapes de la construction de la coquille larvaire. Elle joue un rôle dans la stabilisation temporaire de la phase carbonatée amorphe, mais surtout, elle pourrait être le vestige d'un précurseur amorphe mixte (CaPCO₃) à l'origine des systèmes carbonatés et phosphatés, dont chacun aurait été sélectionné par des macromolécules (protéines) spécifiques. Par delà les aspects évolutifs évidents qui montrent l'interdépendance et la plasticité des deux systèmes biominéraux, la découverte de phases amorphes mixtes est une source d'inspiration pour la synthèse de matériaux biomimétiques cristallins de formes complexes.

 

Article

Widad Ajili, Camila B. Tovani, Justine Fouassier, Marta de Frutos, Guillaume Pierre Laurent, Philippe Bertani, Chakib Djediat, Frédéric Marin, Stéphanie Auzoux-Bordenave, Thierry Azaïs & Nadine Nassif, 2022. Inorganic phosphate in growing calcium carbonate abalone shell suggests a shared mineral ancestral precursor. Nature Communications, 13: 1496, DOI 10.1038/s41467-022-29169-9.