Crédit: Image reproduite avec l'aimable autorisation de Karolina Spustova.
Une nouvelle recherche de l'Université d'Oslo prouve que les «protocellules» qui se sont formées il y a environ 3.8 milliards d'années, avant les bactéries et les organismes unicellulaires, auraient pu avoir des compartiments spécialisés en forme de bulles qui se sont formés spontanément, ont encapsulé de petites molécules et ont formé une «fille ”Protocellules.
ROCKVILLE, MD - Les scientifiques ont longtemps spéculé sur les caractéristiques que nos ancêtres unicellulaires d'il y a longtemps auraient pu avoir, et sur l'ordre dans lequel ces caractéristiques sont apparues. Les compartiments en forme de bulles sont une caractéristique du superkingdom auquel nous appartenons, ainsi que de nombreuses autres espèces, y compris la levure. Mais les cellules du super-royaume d'aujourd'hui ont une multitude de molécules spécialisées qui aident à fabriquer et à façonner ces bulles à l'intérieur de nos cellules. Les scientifiques se sont demandé ce qui était arrivé en premier: les bulles ou les molécules de mise en forme? Une nouvelle recherche de Karolina Spustova, étudiante diplômée, et de ses collègues du laboratoire d'Irep Gözen de l'Université d'Oslo, montre qu'avec seulement quelques éléments clés, ces petites bulles peuvent se former seules, encapsuler des molécules et se diviser sans aide. Spustova présentera ses recherches, qui ont été publiées en janvier, le mercredi 24 février lors de la 65e réunion annuelle de la Société de biophysique.
Il y a 3.8 milliards d'années, c'est à peu près le moment où notre ancêtre monocellulaire est né il y a longtemps. Il aurait précédé non seulement les organismes complexes dans notre super royaume, mais aussi les bactéries les plus basiques. Que ce «protocell» ait des compartiments en forme de bulles est un mystère. Pendant longtemps, les scientifiques ont pensé que ces bulles lipidiques étaient quelque chose qui distinguait notre super royaume des autres organismes, comme les bactéries. Pour cette raison, les scientifiques pensaient que ces compartiments auraient pu se former après la naissance des bactéries. Mais des recherches récentes ont montré que les bactéries ont aussi des compartiments spécialisés, ce qui a amené l'équipe de recherche de Gözen à se demander: est-ce que la protocellule qui a précédé les bactéries et nos ancêtres en a? Et si oui, comment auraient-ils pu se former?
L'équipe de recherche a mélangé les lipides qui forment les compartiments cellulaires modernes, appelés phospholipides, avec de l'eau et a placé le mélange sur une surface minérale. Ils ont découvert que de grosses bulles se formaient spontanément et qu'à l'intérieur de ces bulles, elles étaient plus petites. Pour tester si ces compartiments pouvaient encapsuler de petites molécules, comme ils devraient le faire pour avoir des fonctions spécialisées, l'équipe a ajouté des colorants fluorescents. Ils ont observé que ces bulles étaient capables de prendre et de retenir les colorants. Ils ont également vu des cas où les bulles se sont divisées, laissant des bulles «filles» plus petites, ce qui «ressemble à une simple division des premières cellules», dit Spustova. Tout cela s'est produit sans aucune machine moléculaire, comme celles que nous avons dans nos cellules, et sans énergie supplémentaire.
L'idée que cela aurait pu se produire sur Terre il y a 3.8 milliards d'années n'est pas inconcevable. Gözen a expliqué que l'eau aurait été abondante et que «la silice et l'aluminium, que nous avons utilisés dans notre étude, sont présents dans les roches naturelles». La recherche montre que les molécules de phospholipides auraient pu être synthétisées dans des conditions terrestres primitives ou avoir atteint la Terre avec des météorites. Gözen dit: «On pense que ces molécules ont atteint des concentrations suffisantes pour former des compartiments phospholipidiques.» Ainsi, il est possible que l'ancienne «protocellule» qui a précédé tous les organismes actuellement sur Terre ait tout ce dont elle avait besoin pour que des compartiments semblables à des bulles se forment spontanément.
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