Les acides aminés émettent des ondes

Les ondes d'échelle

L'existence des ondes d'échelle a été démontrée par des outils théoriques avancés de la physique quantique, issus d'un effort pour intégrer l'observateur dans son champ d'observation.

Dans les exposés de vulgarisation des concepts de la physique quantique, il est souvent répété que l'observateur a une influence sur les résultats des observations, ce qui nous donne une autre vision du monde et de notre rapport à la réalité. Mais cette influence n'est pas un fait démontré par les lois de la physique, mais seulement une interprétation fructueuse, car la physique quantique n'intègre pas l'observateur dans sa description du monde (voir article Physique quantique).

C'est pour combler cette lacune, en s'attachant à la relation entre l'objet observé et le sujet qui observe, que J. Sternheimer a été amené à modifier les équations fondamentales de cette physique. De nouveaux termes sont alors apparus, liés aux changements d'échelle des observations. Ce sont les ondes d'échelle.

J. Sternheimer a d'abord appliqué ses découvertes au cas des particules élémentaires, et il lui est apparu que les fréquences de leurs ondes d'échelles sont réparties selon les mêmes intervalles que la gamme musicale (la gamme tempérée essentiellement - voir article Intonation juste). Puis il a étendu ces résultats aux acides aminés.

Dr en physique théorique, Joël Sternheimer a été l'élève de Louis de Broglie, prix Nobel de physique en 1929, puis a poursuivi des recherches sur la physique des particules à Princeton, aux États-Unis. Il est professeur à l'Université européenne de la recherche, à Paris.

C'est au cours de la construction d'une protéine que les acides aminés émettent une onde d'échelle spécifique. Tout d'abord, le gène est transcrit en un ARN messager, après élimination des introns, comme nous l'avons vu dans la partie précédente. Sa structure est faite de la succession de codons, groupes de 3 nucléotides. Puis cet ARN messager sort du noyau de la cellule, et voyage jusqu'à l'usine de fabrication, une structure nommée ribosome, sur lequel il s'amarre. C'est à cet endroit que les acides aminés sont apportés un à un, dans l'ordre de leurs codons correspondants et déposés sur l'ARN messager.

C'est dans ce bref moment du dépôt que l'acide aminé émet un signal ondulatoire, une onde dont on peut calculer la fréquence vibratoire. Au fur et à mesure de la synthèse de la protéine par apport successif et assemblage des acides aminés, chacun d'eux émet son signal, de sorte que la protéine dans son ensemble produit une succession de fréquences. Ces ondes sont nommées ondes d'échelle parce que la théorie quantique montre qu'elles sont liées aux différentes échelles d'observation, de l'acide aminé à la protéine (voir encadré ci-contre).

Les ondes sont transformées en notes de musique

Cette succession de fréquences rappelle une succession de notes de musique, d'autant plus que les rapports de ces fréquences sont analogues aux demi-tons de la gamme musicale (voir Gammes et modes). On peut donc désigner cette suite par le terme de mélodie quantique, sauf que ses notes se situent bien loin des fréquences audibles.

J. Sternheimer a eu l'idée de transposer cette mélodie quantique en une mélodie audible par changement d'octave, c'est-à-dire en divisant les fréquences par 2 un nombre suffisant de fois, en l'occurrence 76 fois. Par ce moyen, à chaque acide aminé correspond une note de musique spécifique.

Les protéines, qui sont constituées de dizaines ou de centaines d'acides aminés, génèrent une véritable mélodie. Chaque protéine est caractérisée par sa propre mélodie baptisée protéodie. La durée des notes est fixée par l'intervalle de temps qui s'écoule réellement entre l'adjonction de 2 acides aminés. Puisque de très nombreuses séquences d'acides aminés sont connues et disponibles sur différentes banques de données, comme celle de la National Biomedical Research Foundation aux États-Unis, Joël Sternheimer a pu ainsi composer les mélodies spécifiques d'un grand nombre d'entre elles.

Les mélodies musicales interagissent avec les protéines

Ainsi les protéines émettent une mélodie quantique. Inversement elles sont sensibles à la musique qu'elles reçoivent. Une protéine résonne avec sa propre protéodie. Lorsqu'on lui joue cette protéodie musicale, par exemple avec un enregistrement diffusé par des hauts-parleurs sur des cellules contenant cette protéine active, la protéine réagit par une accélération de sa synthèse.

Un autre phénomène étonnant est qu'il est possible de composer une mélodie "contraire" à cette protéodie et que la protéodie contraire a une action inhibitrice sur la synthèse. Elle se déduit de la protéodie directe en remplaçant les mouvements ascendants par des mouvements descendants et inversement selon des règles précises.

L'intensité des actions stimulatrice et inhibitrice dépend du nombre de fois où la protéodie est répétée, de son volume sonore, de son timbre, de sa vitesse (sur les caractéristiques d'un son, voir Hauteur d'un son; Volume d'un son; Timbre d'un son).

Des tests démonstratifs sur la croissance des plantes

Les premières démonstrations de l'interaction entre la protéodie et la synthèse de la protéine ont été effectuées avec des légumes. La croissance des plantes est dépendante d'une protéine, responsable de la synthèse d'une hormone de croissance qui diffère pour chacune plante, ce qui fait que chacune nécessite une protéodie spécifique pour activer sa croissance.

On soumet la jeune plante à la musique par l'intermédiaire de hauts-parleurs. Le nombre de moments d'exposition est variable, une ou plusieurs fois par jour, et la durée peut varier elle-aussi, par exemple de 30 s à quelques minutes. Le son atteint les feuilles et se diffuse à l'intérieur du milieu cellulaire qui est liquide, jusqu'à la protéine concernée.

En mai 1993, dans un jardin en Ariège (Sud de la France), différents légumes d'origines identiques ont été plantés en même temps: tomates, poivrons, carottes, haricots verts, ognons, poireaux, courgettes, betteraves, aubergines, coriandre. Une partie, cultivée sans protéodies, a servi de témoin. L'autre a reçu la même préparation, les mêmes conditions de culture, avec en plus des protéodies. Une séquence sonore, différente pour chaque légume, correspondant à des protéines qui interviennent dans leur croissance, a été diffusée environ 1 min 30, une ou deux fois par jour, et ceci jusqu'en aout. Les résultats, estimés d'après la taille de la plante, le nombre de fleurs et de fruits, et d'autres observations, sont très significatifs. Par exemple, les tomates sur pied début aout étaient 2 fois plus nombreuses que sur les témoins (voir les détails dans le compte-rendu).

D'autres série d'expériences dans une serre en Suisse en 1994 ont porté sur la résistance de la tomate à la sécheresse. Il existe une protéine, la TAS14, qui contrôle cette résistance. Du 26 juillet au 11 août, la protéodie de la TAS14 a été diffusée 3 minutes par jour à un lot expérimental. Les résultats sont sans équivoque. Les feuilles des tomates normales séchaient, tandis que les tomates traitées par protéodie restaient vertes. L'expérience a été renouvelée au Sénégal en juillet 1996. Les mesures ont porté sur l'évolution de la hauteur des plants, le nombre de fruits, leur grosseur, la résistance aux insectes, Le rendement d'un pied est environ multiplié par 4.

Une autre expérience sur des haricots verts en laboratoire avec des lycéens a porté sur le rôle précis du temps d'exposition à la protéodie, de son volume sonore, et de sa vitesse. L'influence inhibitrice de la protéodie contraire a été démontrée (voir la vidéo ci-dessous).

La musique et les plantes. Observation des effets opposés en stimulation et en inhibition; influence du tempo, du volume et de la durée d’exposition.

Diaporama réalisé par Antoine Lassauge et Charles Marton dans le cadre des Travaux Pratiques Encadrés, Lycée Gustave Courbet de Belfort, mai 2007.

Échanges musicaux avec les virus

Un virus est composé d'une molécule d'acide nucléique (ADN ou ARN) entourée d'une coque de protéines appelée la capside. Selon le même procédé, il est possible de définir une protéodie inhibitrice correspondant à la capside. Il est intéressant de savoir si l'action inhibitrice est capable d'enrayer la virulence de virus nocifs.

Une expérience a été effectuée en 1996 à Bruailles, à côté de Lons-Le Saulnier, sur une maladie des tomates, qui se manifeste par le recroquevillement des feuilles. Toutes les feuilles exposées à la protéodie inhibitrice sont redevenues vertes et belles.

Applications industrielles

En juin 1992, Joël Sternheimer a déposé un brevet concernant ce procédé en stimulation ou en inhibition, intitulé: Procédé de régulation épigénétique de la synthèse protéique. Le terme épigénétique signifie que le procédé ne modifie pas le gène lui-même, mais intervient sur son mode d'expression en augmentant ou diminuant le débit de production de la protéine (voir article L'ADN et ses modes d'expression)

Des industriels se sont montrés très intéressés par la mise en pratique du procédé. Au Japon, la société Gomei-kaisha Takada a déposé un brevet en 1991 qui a pour but d'améliorer la fermentation des levures employées pour la fabrication des assaisonnements de tamari et de miso. En France, la société Genodics (Pedro Ferrandiz) a pour objet de développer et mettre en œuvre les applications de la génodique (relations entre le génome et les protéodies) dans les domaines agro-alimentaire, énergétique et environnemental. De même, la société Ecosonic propose des solutions durables par application d'ondes acoustiques et électromagnétiques.

Les protéodies des hommes

Aimer, extrait de la comédie Roméo et Juliette

Il se trouve que certaines musiques populaires contiennent des protéodies, bien entendu sans que son compositeur en soit conscient. C'est par exemple le cas du thème de O Sole Mio (Oh mon soleil!), une chanson populaire de Naples rendue célèbre par le ténor Enrico Caruso. Il correspond à la stimulation d'une protéine qui a un rôle d'accumulation d'énergie dans les cellules du tournesol (tourne au soleil). Comme le dit le site japonais bekkoame: Que c'est amusant quand on pense que le tournesol stocke assidûment de l'énergie dans ses cellules lorsque nous lui chantons 'O Sole Mio' sous le soleil brillant de l'été!