You are currently viewing L’élément Eau, un miracle scientifique

L’élément Eau, un miracle scientifique

Chen Kay

Une superstructure d'eau chirale se forme autour de l'ADN

Des chercheurs de l’Université de Notre Dame ont observé pour la première fois une superstructure d’eau chirale modelée autour d’une biomolécule. Bien que de nombreuses études aient démontré l’interaction directe de l’eau avec des macromolécules très importantes comme l’ADN, la dernière étude est une confirmation finale que l’eau forme une superstructure unique et durable autour de la double hélice d’ADN – stabilisant la conformation moléculaire, assurant sa fonctionnalité et interaction avec des intermédiaires d’information importants comme l’ARN polymérase.

Compte tenu d’autres rapports récents, tels que la cartographie directe des couplages moléculaires et de l’échange d’énergie entre les vibrations du squelette de l’ADN et l’eau avec la spectroscopie infrarouge femtoseconde, il devient de plus en plus difficile d’ignorer le rôle central de l’eau dans certains des plus importants processus biologiques les fonctions. L’eau forme des schémas d’hydratation autour des biomolécules via des interactions de liaison hydrogène – et est si cruciale dans l’organisation et l’orchestration de l’environnement cellulaire que des chercheurs comme Gerald Pollack ont même souligné son importance en tant qu’ancêtre possible de la membrane cellulaire – donnant naissance aux premières cellules de la vie.

La dernière étude a utilisé la microscopie vibrationnelle non linéaire cohérente pour des vitesses d’imagerie vibrationnelle et une résolution spatiale moléculaire sans précédent, permettant d’observer en détail les molécules d’ADN et les schémas d’hydratation de l’eau associés dans des conditions quasi physiologiques (température ambiante et solution de NaCl 100 mM). L’équipe de recherche a découvert que l’ADN imprime sa chiralité (pensez aux orientations gaucher contre droitier) sur les molécules d’eau environnantes, provoquant la formation d’une superstructure macroscopique de matrice d’eau le long de la double hélice d’ADN.

S’il est connu que la structuration spécifique de la matrice des molécules d’eau le long de la molécule d’ADN est importante pour la reconnaissance des séquences de promoteurs de gènes par des protéines en interaction (voir par exemple l’étude « l’eau interfaciale comme empreinte digitale d’hydratation »), la pertinence biologique complète d’une empreinte chirale colonne vertébrale de l’hydratation est inconnue. Bien qu’il apporte un soutien à des découvertes controversées comme celle de Luc Montagnier – dans laquelle le lauréat du prix Nobel et son équipe de recherche, y compris le physicien théoricien Emilio Del Giudice qui a été le pionnier des travaux sur la théorie quantique des champs de la matière molle condensée, en particulier l’eau – ont effectué une série d’expériences qui suggèrent que les séquences d’ADN peuvent être reconstituées à partir de la mémoire de l’eau. L’étude est détaillée dans le rapport “transduction des informations de l’ADN par l’eau et les ondes électromagnétiques “.

La capacité de détecter directement l’interaction de l’eau et son rôle central dans les fonctions biomoléculaires est un développement passionnant des technologies spectroscopiques avancées et de la biologie moléculaire et fournira des informations révélatrices sur la biophysique et les propriétés physico-chimiques au niveau moléculaire de la vie.

Lorsque Szent-Gyorgyi appelait l’eau la « matrice de la vie », il faisait écho à un vieux sentiment. Paracelse au XVIe siècle disait que « l’eau était la matrice du monde et de toutes ses créatures ». Mais la notion de Paracelse d’une matrice – une substance active imprégnée de propriétés fécondes et vivifiantes – était assez différente de l’image que, jusqu’à très récemment, les biologistes moléculaires avaient tendance à se faire du rôle de l’eau dans la chimie de la vie. Tout en reconnaissant que l’eau liquide a des propriétés physiques et chimiques inhabituelles et importantes – sa puissance en tant que solvant, sa capacité à former des liaisons hydrogène, sa nature amphotère [une molécule qui peut réagir à la fois comme un acide et une base] – les biologistes ont le considérait essentiellement comme la toile de fond sur laquelle les composants moléculaires de la vie sont disposés. C’était une pratique courante, par exemple, pour effectuer des simulations informatiques de biomolécules dans le vide. Cela était en partie dû au fait que l’intensité de calcul de la simulation d’une chaîne polypeptidique était difficile même sans tenir compte des molécules de solvant, mais cela reflétait également la notion dominante selon laquelle l’eau ne fait guère plus que tempérer ou modérer les interactions physicochimiques de base responsables de la biologie moléculaire. Ce que Gerstein et Levitt disaient il y a 9 ans reste vrai aujourd’hui : “Lorsque les scientifiques publient des modèles de molécules biologiques dans des revues, ils dessinent généralement leurs modèles dans des couleurs vives et les placent sur un fond noir uni” mais cela reflétait également la notion dominante selon laquelle l’eau ne fait guère plus que tempérer ou modérer les interactions physico-chimiques fondamentales responsables de la biologie moléculaire.

Curieusement, cette négligence de l’eau en tant que composant actif de la cellule allait de pair avec l’hypothèse que la vie ne pourrait pas exister sans elle. C’était essentiellement une conclusion empirique tirée de notre expérience de la vie sur Terre : les environnements sans eau liquide ne peuvent pas maintenir la vie, et des stratégies spéciales sont nécessaires pour faire face aux situations dans lesquelles, en raison des extrêmes de chaleur ou de froid, le liquide est rare. La confirmation récente qu’il existe au moins un monde riche en molécules organiques sur lequel les rivières et peut-être les mers peu profondes ou les tourbières sont remplies de fluide non aqueux – les hydrocarbures liquides de Titan – pourrait maintenant mettre l’accent, voire l’urgence, sur la question de si l’eau est bien une matrice unique et universelle de la vie, ou si au contraire ce n’est que celle qui se trouve être présente sur notre planète.

Il n’a jamais été aussi clair que l’eau joue un rôle central dans certaines des fonctions biologiques les plus importantes. Par exemple, Yingliang Liu et ses co-chercheurs ont rapporté l’existence d’ une cartographie directe des couplages moléculaires et de l’échange d’énergie entre les vibrations du squelette de l’ADN et l’eau . Grâce à ses interactions de liaison hydrogène, l’eau forme des modèles critiques autour des biomolécules, organisant et orchestrant l’environnement cellulaire ; cela souligne son importance et son rôle de premier plan dans la formation et le comportement des membranes cellulaires. L’eau cristalline entoure et stabilise l’ADN, soutenant son champ électromagnétique.

« L’eau, c’est la vie », déclare l’auteur Barbara Kingsolver dans un article paru dans le numéro 2010 de  National Geographic sur l’eau . « C’est le bouillon saumâtre de nos origines, le système circulatoire martelant du monde. Nous jalonnons nos civilisations sur les côtes et les fleuves puissants. Notre crainte la plus profonde est la menace d’avoir trop peu ou trop.

Le lauréat du prix Nobel Albert Szent-Györgyi a qualifié l’eau de “matrice de la vie”. En 1957, il suggéra qu’une distinction formelle par les biologistes entre “animé” et “inanimé” n’était pas possible car ils négligeaient deux matrices sans lesquelles les substances qu’ils étudiaient ne pourraient pas fonctionner : l’eau et les champs électromagnétiques. En d’autres termes, “la biologie [avait] oublié l’eau”.

Les scientifiques conviennent tous que l’eau possède des propriétés physiques et chimiques inhabituelles et importantes – sa puissance en tant que solvant, sa capacité à former des liaisons hydrogène, sa nature amphotère, entre autres. L’eau transporte toutes sortes de choses depuis les sédiments du Nil jusqu’aux cellules sanguines oxygénées de vos artères. C’est le plus cohésif parmi les liquides non métalliques. “Au niveau moléculaire [l’eau] crée la structure de l’ADN”, a expliqué Martin Chaplin de l’Université de Southbank dans une interview en 2006. “Nous n’aurions pas l’hélice d’ADN sans eau.”

L'eau est fractale

Nina Munteanu

L’eau est le matériau le plus étudié sur Terre ; pourtant, la science derrière son comportement et sa fonction reste mal comprise. Szent-Györgyi a noté que “pratiquement toutes ses propriétés sont anormales”. Et pratiquement tous sont également vivifiants.

Dans les années 1960, Szent-Györgyi a proposé que l’eau dans les organismes vivants existe dans deux états : l’état fondamental et l’état excité. L’eau aux interfaces telles que les membranes cellulaires existent à l’état excité, ce qui nécessite une énergie considérablement plus faible pour se diviser. Cette propriété de l’eau permet un transfert d’énergie dans les organismes vivants, assurant des excitations électroniques durables. Les idées de Szent-Györgyi ont été largement ignorées par le courant scientifique dominant à l’époque.

Mais cela change lentement. Des scientifiques de l’Université de Washington ont démontré l’existence et les propriétés de l’eau interfaciale à l’aide d’un gel hydrophile et d’une suspension de microsphères à peine visibles à l’œil nu. Les chercheurs ont montré que l’eau interfaciale qui se forme à la surface du gel exclut les microsphères et autres solutés, tels que les protéines et les colorants. Ils ont noté que sa formation dépendait de charges fixes sur le gel, ce qui correspond à la prédiction de Szent-Györgyi. Del Giudice et ses collègues suggèrent que l’eau interfaciale est un domaine de cohérence géant (CD) stabilisé à la surface du gel attractif. Comme l’avait prédit Szent-Györgyi, de l’eau interfaciale se forme à l’intérieur de la cellule sur les surfaces des membranes et des macromolécules. L’eau cohérente « excitée » transfère facilement les électrons aux molécules à la surface de la cellule.

Que l’eau se comporte de manière cohérente, comme un organisme fractal auto-organisé, est un concept qui reste non accepté par de nombreux scientifiques. Cependant, le biochimiste Mae-Wan Ho et d’autres scientifiques tels que Vladimir Voeikov et Emilio Del Giudice suggèrent que les caractéristiques quantiques de l’eau – elle stocke des informations, s’auto-organise, s’auto-purifie et démontrent les propriétés d’un organisme – non seulement défient la deuxième loi de thermodynamique mais sont tous vivifiants.

Ces découvertes récentes sur la façon dont l’eau et l’ADN communiquent nous amènent à la frontière anticonformiste de l’épigénétique, de la conversion des gènes et de ce qu’on appelle l’héritage doux . Nous savons, par exemple, que les expériences de la vie peuvent altérer l’ADN – non pas sa séquence, mais sa forme, sa structure et sa chimie. La science de l’épigénétique est basée sur la capacité des déclencheurs environnementaux à modifier la façon dont l’ADN est emballé et exprimé (sans altérer sa séquence). Des travaux récents suggèrent également que la séquence réelle de l’ADN peut être modifiée par des expériences.

Les interconnexions unificatrices proposées en physique quantique suggèrent que notre ADN est contrôlé par des signaux extérieurs à nos cellules, “y compris nos scripts personnels – des messages de pensées positives et négatives, de l’environnement”, écrit le biologiste du développement Bruce Lipton, auteur de Biology of Belief . Lipton soutient que « la biomédecine ne reconnaît pas l’énorme complexité de l’intercommunication entre les parties physiques et le champ énergétique qui composent le tout. Les constituants cellulaires sont tissés dans un réseau complexe de boucles de communication croisée, de rétroaction et d’anticipation. Un dysfonctionnement biologique peut résulter d’une mauvaise communication le long de l’une des voies de circulation de l’information.

L'eau est une information. L'eau est gestalt

Nous sommes une communauté fractale, après tout. “Quand vous vous regardez, vous voyez une personne individuelle”, dit Lipton, “mais si vous comprenez la nature de qui vous êtes, vous réalisez que vous êtes en fait une communauté d’environ 50 000 milliards de cellules vivantes.” Lipton poursuit en disant que « chaque cellule est un individu vivant, un être sensible qui a sa propre vie et ses propres fonctions, mais interagit avec d’autres cellules dans la nature d’une communauté…  La santé, c’est quand il y a de l’harmonie dans la communauté, et  la maladie  ( le malaise) c’est quand il y a un manque d’harmonie qui tend à briser les relations communautaires