La température aurait motivé la division des premières cellules
Un simple facteur pourrait avoir fait toute la différence pour les premières cellules de notre ancienne Terre : la température.
Image d’entête : représentation de cellules lors de leur division (mitose, phase télophase). (Leah Bury/ Université Harvard)
Un nouveau modèle de calcul élaboré par des chercheurs français suggère que la reproduction des toutes premières protocellules pourrait avoir été principalement motivée par une différence de température entre l’intérieur et l’extérieur de cette dernière.
Selon Romain Attal d’Universcience (Cité des Sciences et de l’Industrie/ France), auteur principal de l’étude (lien plus bas) avec Laurent Schwartz (Assistance Publique – Hôpitaux de Paris) :
La motivation initiale de notre étude était d’identifier les principales forces qui régissent la division cellulaire.
C’est important, car le cancer se caractérise par une division cellulaire incontrôlée. C’est également important pour comprendre l’origine de la vie.
La division d’une cellule en deux cellules filles nécessite la synchronisation d’un tas de processus biochimiques et mécaniques différents. Dans les cellules modernes, ces processus impliquent des structures complexes, comme les gènes, l’ARN, les enzymes et les organites, mais ces structures ont dû évoluer après la capacité beaucoup plus fondamentale de se diviser.
Alors, comment les anciennes cellules se répliquaient-elles ?
Dans cette nouvelle étude, Attal et son collègue proposent un modèle basé sur l’idée que les premières cellules étaient de simples vésicules, des “sacs de fluide”, contenant un réseau de réactions chimiques (qui a ensuite évolué vers le métabolisme cellulaire moderne).
Ils supposent que les molécules qui constituent l’extérieur de la cellule (la bicouche membranaire) sont d’abord synthétisées à l’intérieur d’une cellule de forme ovale, par des réactions chimiques dégageant de la chaleur (exothermiques).
Lorsque la température augmente lentement à l’intérieur de la cellule, les molécules les plus chaudes se déplacent lentement vers l’extérieur. Ce mouvement asymétrique fait que les parties extérieures se développent plus rapidement que les parties intérieures.
Ensuite, la scission, lorsque la cellule se divise en deux, se produit dans la zone la plus chaude, au milieu de l’ovale.
Toujours selon Attal :
Le scénario décrit peut être considéré comme l’ancêtre de la mitose. Ne disposant pas d’archives biologiques aussi anciennes que 4 milliards d’années, nous ne savons pas exactement ce que contenait le premier ancêtre commun unicellulaire (FUCA pour first unicellular common ancestor), mais il s’agissait probablement d’une vésicule délimitée par une bicouche lipidique encapsulant certaines réactions chimiques exothermiques.
Les chercheurs notent que bien qu’il s’agisse d’un modèle théorique, il peut être testé expérimentalement, par exemple en utilisant des molécules fluorescentes pour mesurer les changements de température à l’intérieur des cellules eucaryotes modernes, où les mitochondries fournissent la chaleur.
Le message important est que les forces à l’origine du développement de la vie sont fondamentalement simples. Une deuxième leçon est que les gradients de température comptent dans les processus biochimiques et que les cellules peuvent fonctionner comme des machines thermiques.
L’étude publiée dans Biophysical Journal : Thermally driven fission of protocells.
Comme je n’ai pas accès à l’éditeur je ne peux pas lire l’article de ROMAIN ATTAL et LAURENT SHCWARTZ sur la division cellulaire…quel dommage ! Bravo à eux 2 pour la publi !