L'Univers de Dune > la Dune Encyclopedia par le Dr. Willis E. McNelly

Mélange

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ionah:
Dans l'article de la Dune Encyclopedia "Melange", une composition chimique de la molécule est proposée au lecteur par la rédactrice de cette entrée Maureen A. Shifflett

in universe, peu de chose sont dites sur la nature exacte de cette drogue, sinon qu'on ne la trouve que sur Arrakis, qu'elle est liée au cycle du ver, et que sa consommation révèle des effets gériatriques, de prescience et de dépendance, en plus des dits mystérieux "yeux de l'Ibad". Aussi, la production synthétique de l'épice n'est rendue possible par le Tleilax que quelque part durant la période post-Tyran - chose qui n'est pas su par les rédacteurs de la Dune Encyclopedia au moment où ils rédigent leurs articles.
Dans cette optique, l'article se positionne spéculativement sur ce que pourrait être cette éléments.
Voici ce qui en est dit dans la version originale pour ce qui relève la composition chimique :


--- Citer ---CHEMICAL COMPOSITION. A complex biopolymer produced during the life cycle of the sandworm of Arrakis. The chemical structure of this remarkable geriatric pharmaceutical agent has not yet been fully elucidated, nor have attempts to produce the substance synthetically been successful.
Reports of the molecular weight of melange have varied from 100 x 106 to 2 x 10 , depending upon the method of determination. This has led Nidim, el al. to speculate that melange is a heterogeneous mixture of polymers of various sizes. The substance is hydrophilic, readily dissolved in aqueous solutions but not in organic solvents.
To our best knowledge the polymer is composed of subunits of proteoglycan-heme derivatives of cinnamic acid. Siharis has isolated subunits of the following structure through Shimmelson degradation.
The exact nature of the polymerization of these subunits is not known. Since the isolated subunits have none of the geriatric properties of melange, we can assume that during the degradation process another, biologically active, chemical moiety is lost. The deep blue color of melange is due in part to the presence of the heme group. It is believed, however, that the biologically active portion of the molecule possesses a fluorescent quality in certain light wavelengths.
With Lasl-Sync spectroscopy of refined melange, several free-radicals have been detected within the molecule. The manner in which these free-radicals are protected and their exact composition has not been shown. The presence of the free-radicals leads to the speculation that the biological activity resides in that portion of the molecule. Moreover, until the means of protecting the highly reactive free-radicals has been found, it is highly unlikely that this portion of melange will be isolated, much less synthetically produced.

--- Fin de citation ---
Derrière un jargon chimio-biologique se cache quelques éléments qui font la jonction entre la fiction et la science:
 ° il s'agit d'un biopolymère complexe, càd d'une substance composée de plusieurs molécules produite par des êtres vivants, ici le ver géant de dune.
 ° la composition exacte et totale n'a pas encore été complétement déterminée, car les éléments responsable des effets gériatriques n'ont pu être identifiés, sinon ex universe nous en consommerions tous.
 ° mais  dans ce qui est sus, le polymère se compose de sous-unités de protéoglycanes héminiques dérivées de l'acide cinnamique, càd
      °° protéoglycane : une protéine associé à des glycosaminoglycanes, un truc dont je n'ai pas saisi la nature, malgré Wikipédia (protéoglycane, glycosaminoglycane)
      °° héminique : qui contient un hème, ou cofacteur, une substance chimique non protéique, mais qui est liée à une protéine, et qui est nécessaire à l'activité biologique de celle-ci notamment car contenant un atome de fer servant à accueillir un gaz diatomique (par exemple, l'hémoglobine contient un héme ferreux pour le transport du O2) Comme nous l'avait fait remarqué Anudar, dans la structure fictionnelle, l'atome de Fer (FeII) est remplacé par un atome de Cuivre (Cu2+) qui donne la couleur bleu, la couleur de l'épice.
     °° acide cinnamique : qui, comme son nom l'indique, peut s'extraire de la cannelle (en Anglais, cinnamon = cannelle) et qui donc donne son goût et odeur à l'épice

C'est le genre de balance entre fiction et science qui rend la Dune Encyclopedia agréable et palpitante à lire : tout n'est pas forcément jusqu'au bout réaliste (où conforme au reste du Dunivers, cf la synthétisation du mélange), mais il y a un effort dans nombre de ses détails pour spéculer plaisamment sur comment les éléments du Dunivers pourrait réellement exister, tout en tentant de respecter le cadre que l'univers impose.

l'article propose comme illustration une représentation graphique de la molécule, modélisée en fonction des éléments cités et dont j'ai tenté de retrouver les relations dans les sous-éléments :
 ° partie haute : le début de la chaîne de protéoglycane, qui s'achève dans la partie basse droite
 ° partie médiane : chaînes de protéines apparentées au glutamate et lysine
 ° partie basse droite : l'acide cinnamique
 ° partie basse gauche : l'hème cuivrique avec son atome de cuivre au centre
 ° partie basse droite: queue de la chaîne de protéoglycane avec son atome de Soufre (S)


j'ai reproduit le graphique avec l'éditeur de molécule MarvinSketch sur WebQC, le fichier de référence est en pièce jointe (melange_molecule.zip)

ionah:
Je tenais à préciser que, ma culture en question physique et sciences du vivant datant du temps de la classe de seconde, certaines choses écrites ci-dessus dépassent clairement mon entendement. Notamment autour du thème protéoglycane. Donc il y a quelques imprécisions qui ont dû se rajouter aux dérives fictionnelles de l'article.
Heureusement que le Stellaire a apporté des précisions sur la page FB (https://www.facebook.com/DeDuneARakis/posts/10202700781015962) qui sont plus claires que celles de Wikipédia.

Mais dans son essence, cela montre que l'arrière plan de l'article repose sur un savoir scientifique, et qu'il se permet de broder une fiction sur cette base afin de chercher un point de tangente ou de sécante avec les éléments du Dunivers. Comme nombre d'autres articles de la Dune Encyclopedia

 

ionah:
Suite aux remarques faites par Stellaire sur les éléments de l'article, l'idée vint de creuser un peu plus loin autour de l'identité de l'auteure de l'article, Maureen A. Shifflett tel que listée à la fin de la bibliographie de la Dune Encyclopedia, et il est apparu qu'une coquille s'est insérée dans les versions papier.

L'Inquisiteur du Bureau Orthodoxe Herbertien Askaris et moi-même sommes arrivés à la conclusion de l'existence d'une faute de typographie: le nom exact serait Maureen A. Shiflett, avec un 'f' en moins.


* des recherches Google et PeopleFinder ne rendent rien de pertinents pour le nom Maureen A. Shifflett
* dans la liste des auteur(e)s, le contributeur suivant Maureen A. Shifflett se nomme Ray C. Shiflett, le même nom avec seulement un 'f' en moins
* avec l'orthographe Maureen A. Shiflett il a été possible de trouver un extrait de thèse pour un Master in Food Science and Technology datant de 1965 dans lequel il est mentionné un status marital entre Maureen A. Shiflett et Ray C. Shiflett - voire page 5 'acknowledgements' du .pdf.
* sur cette base, il a été aussi possible par Google Search de trouver 2 autres sources d'information :
* un fiche d'identité (le nom y est Shiftlett avec un 't' après le 'f') sur le site du Western University of Health Science
* une liste de publication à son crédit sur la base du National Center for Biotechnology Information 'http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery/?term=Shiflett+MA[auth]' (le [auth] fait partie de l'hyperlien)
* une recherche sur PeopleFinder permet aussi de trouver des localisations, proches et âges concordant entre Maureen A. Shiflett et Ray C. Shiflett
cette enquête permet aussi d'apporter des lumières sur les personnalités qui participèrent à la rédaction de la Dune Encyclopedia :  des universitaires, des gens qui ont contribué selon leur domaine de compétences. Un point qui rejoint ce que le Dr. Willis E. McNelly disait et qui contribue à considérer l'opus davantage comme un pastiche; càd un ouvrage d'imitation du style et du genre fait par jeu ou dans une intention parodique, mais fait avec une certaine finesse et application qui donne à la Dune Encyclopedia un caractère à la fois solide et distrayant
.

Guillaume44:
En effet j'ai eu occasion d'en discuter par messages interposés sur facebook le temps de parvenir à m'inscrire ici.

D'après ce que j'ai compris, et je remercie Askaris pour ces précisions lors d'échanges privés, il s'agit de compléments plus ou moins officiels, plus ou moins inventés par un groupe d'auteurs. Ionah a d'ailleurs travaillé dans son post précédent la recherche de l'auteur de cette entrée.

Bon, le problème de cette entrée reste son aspect très fantaisiste. Certains apprécieront car après tout nous sommes dans de la "science-fiction", d'autres comme moi très portés hard-SF ou tout simplement par déformation professionnelle tiqueront devant le manque de rigueur, les contradictions et l'absence de réflexion plus poussée.

Les problèmes sont multiples, outre l'incohérence des propos scientifiques, certains passages sont des non-sens. Je pense notamment aux poids moléculaires sans unités qui ne veulent strictement rien dire. Les choix des biomolécules utilisées sont amusants, mais sans plus. La description structurelle de "proteoglycan-heme derivatives of cinnamic acid" a de quoi faire sourire et ne tient pas longtemps la route. L'épice est obtenue à partir de la fermentation et maturation de déjections de truites des sables, or cette proposition de Dune Encyclopedia a l'allure de composés membranaires ou extra-cellulaires complexes fonctionnels. Cela n'a pas de sens, les truites des sables partent en lambeaux ? De plus, l'air d'Arrakis est saturé d'épice, si je me souviens bien. Or un bon composé organique volatile (COV) est soluble dans un solvant organique, c'est donc une molécule déjà plutôt apolaire. Mais certainement pas soluble dans l'eau - et hydrophile. Or les protéoglycanes ont tendance à se gorger d'eau. Leur choix n'est pas logique, et contredit de plus mes notes suivantes sur les processus biogéochimiques à l'origine de l'épice. Je pense qu'au vu de l'importance biologique des peptidoglycanes, des protéoglycanes et des sucres associés, de leurs connaissances et cours de biologie, les auteurs aient voulu taper "large" dans le choix de la biomolécule et de ses effets sur l'organisme. Mais ce choix est très, très, très discutable.

Concernant ces fameux protéoglycanes, ce sont donc des protéines auxquelles sont associées des polyosides (ou glycanes, bref des sucres). Sauf que les sucres y sont très majoritaires (jusqu'à 95% en proportion) par rapport à la portion protéique. Ce sont des constituants majeurs des tissus extra-cellulaires et très courants dans le corps humain : cartilage, cornée, ongles, peau, vaisseaux sanguins, etc. On appelle la partie sucre des protéoglycanes "glycosaminoglycane" car elle correspond à une catégorie de sucres de structure et de propriétés particulières. Il ne faut pas les confondre avec les peptidoglycanes (ce que fait hélas la figure et même wikipedia), qui eux sont des peptides (petits assemblages d'acides aminés) reliés à des sucres tout aussi majoritaires. Vous me direz, quelle est alors la différence entre protéines et peptides ? Le nombre d'acides aminés les composant : < 100 pour les peptides. Ces biomolécules sont produites par les cellules, la partie protéique par transcription et traduction d'un gène; les sucres rajoutés dans l'appareil de Golgi, un compartiment cellulaire particulier. Bref, ce sont des composés qui sont produits et non obtenus par dégradation. Or, avec des hydrolyses (voir points suivants) dans les processus d'obtention de l'épice, on détruirait le protéoglycane (surtout si l'eau est acide, certains éléments me laissent penser que oui).

Bon, il y a beaucoup de choses à critiquer encore, je ne veux pas faire pour autant un cours de biochimie car ce n'est pas le but de mon intervention. Je pense que cette entrée de la Dune Encyclopedia est un amusant délire, probablement fait par des scientifiques alors étudiants ou jeunes professionnels plein d'imagination. Ce n'est pas un tort, lorsque j'étais en licence j'adorais inventer des macromolécules biologiques avec tout plein de précurseurs et motifs existants. Mais je pense que l'on peut faire mieux, beaucoup mieux que cette entrée. C'est ce que je me propose de faire.

Cependant, il faut éclaircir certains points. Ce que je souhaiterais, c'est avoir votre avis d'experts du cycle sur ces points, afin de les corriger si besoin est, puis de m'en servir comme indice pour vous proposer ma propre "expertise" :

- La structure de l'épice n'a pas été entièrement élucidée. Sa synthèse non plus. Le premier cas est intéressant, il y a-t-il des allusions faites aux raisons de cet échec dans le Cycle ? Cela semble surprenant, mais on peut retenir l'idée, pourquoi pas. Il arrive encore aujourd'hui que certaines structures posent problème à la chimie moderne. Second point, sa synthèse. Là c'est très crédible, car beaucoup de biosynthèses (synthèses naturelles) sont chimiquement impossibles à reproduire en l'état de nos connaissances actuelles. Et n'oublions pas que l'on parle de xénobiochimie, donc un vaste champ des possibles en SF.

- L'épice subit une maturation à partir des déjections de truite des sables, pouvez-vous me confirmer ces infos trouvées sur le wiki : "Dans la poche se produit alors une réaction entre l’eau et les déjections des truites qui produirait le mélange. À terme, la poche devient composée uniquement de dioxyde de carbone et d’épice." Il est possible d'envisager des réactions enzymatiques puis chimiques dans un tel processus, et décarboxylation libérant le CO2. Mais clairement je souligne à nouveau le fait que l'eau est éliminée de l'environnement moléculaire au cours du processus.

- Que savons-nous de la bière d'épice ? Je suppose qu'il ne doit pas s'agir de bière brassée avec que de l'épice, au vu des prix du mélange j'imagine même pas le prix final de la pinte de bière. En gros, on en rajoute un peu dans la bière ? Pendant la fabrication de la bière ? Je n'ai pas assez de souvenirs non plus sur le café d'épice, enfin quelques points liés à KJA et BH, donc cela m'intéresserait de revenir aux sources sur ce point aussi :)

- Enfin, la question de l'hème cuivreux. Je ne suis pas étonné de l'idée, mais elle n'est pas optimale. J'ai une solution plus pertinente qui en plus permet de régler la question de la présence d'acide cinnamique et de ses dérivés. D'une pierre deux coups.

- Les effets biologiques de l'épice sont probablement liés à la dégradation et la métabolisation de la substance dans l'organisme. Les explications proposées sont très liés aux cours de biologie cellulaire que les auteurs avaient du avoir, il y a beaucoup d'autres choses envisageables, avec celles-là ou d'autres, ce n'est pas vraiment là le souci.

Voilà mes premières remarques, je suis allé un peu plus loin sur FB mais je resterai plus modeste ici. En vérité, le sujet m'intéresse et je me propose d'en faire un billet de scientifiction sur mon propre blog en proposant quelque chose de plus "abouti" que la Dune Encyclopedia. Je ne pense pas proposer une molécule entière, ce serait trop prétentieux et contredirait le fait qu'on connaisse pas sa structure exacte (en attente que vous me confirmiez ou non ce point). Mais plutôt éclaircir ce qui pourrait l'être au vu des indices, de la chimie organique et de la biochimie.

Ha, j'oubliais. Il est possible que certains points soient éclaircis dans les appendices des livres. Etant loin de chez moi, je n'ai pas moyen de le vérifier :P J'ai donc besoin de votre précieuse aide. Enfin, je crois qu'un article a été aussi proposé dans Bifrost. Pareil, je ne l'ai pas sous la main :P

Dans l'attente de vous lire,
Guillaume44

ionah:
je regarde et examine tes questions, comme certainement d'autres de mes collègues feront afin d'y apporter les réponses les plus simples et pertinentes.

en attendant, juste pour ma compréhension générale de cette science, une question toute conne : je n'écarte pas l'hypothèse que le Ph.D MA Shiflett ai choisi une option de facilité pour x-y raisons (juste que l'on aura beaucoup de difficulté à connaitre le mot de la fin sur ce point), mais quels progrès ont-ils été fait entre 1984 (date de la parution de la Dune Encyclopedia) et 2014 sur les point de biochimie abordés dans cet article ?

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