Nouvelles phases de carbonate de calcium dans la biominéralisation corallienne par microscopies physico-chimiques in vivo – CoCaColight

La biominéralisation, un phénomène largement répandu dans la nature, est le mécanisme par lequel les organismes vivants produisent leurs tissus durs à partir des ressources directement disponibles. Le cas des carbonates de calcium est particulièrement intéressant, car ces composants majeurs des organismes vivants marins sont l'un des minéraux terrestres les plus abondants, avec un impact potentiel s'étendant sur plusieurs disciplines scientifiques. Mais la compréhension détaillée de la biominéralisation reste partielle.
CoCaColight propose de développer des approches in vivo, basées sur des méthodes avancées de microscopie optique et rayons X, pour fournir des informations chimiques et cristallines quantitatives collectées pendant le processus de biominéralisation d’un système modèle, une espèce corallienne aragonitique vivante. Plus précisément, nous prévoyons d'exploiter : (i) la spectroscopie de diffusion Raman stimulée in vivo, pour accéder à la composition chimique des différentes phases carbonatées, à la cinétique de la cristallisation et leurs interactions avec les composés organiques et (ii) la diffraction des rayons X in vivo sur sources synchrotron de 4ème génération, pour identifier les phases cristallines transitoires et les mécanismes de transition cristalline.
La pertinence et l’opportunité de CoCaColight sont appuyées par la découverte, en 2024, d'une nouvelle phase bio-cristalline intermédiaire dans la formation de biominéraux à base d'aragonite, qui modifie profondément notre compréhension de la biominéralisation. L'équipe de CoCaColight rassemble toute l'expertise nécessaire pour apporter des preuves décisives quant à l'identification des phases successives amorphes et cristallines, la nature de leurs transitions et les cinétiques respectives. Enfin, CoCaColight évaluera la pertinence de la synthèse in vitro d’aragonite produite à partir de la nouvelle phase cristalline - et découverte seulement en 2019 - comme modèle biomimétique.