Il y a quatre milliards d’années, peu de temps après le refroidissement de notre planète, assez pour que la vie soit amorcée, les cellules primordiales auraient pu se diviser et dupliquer sans une quelconque machinerie protéique ou parois cellulaires. Elles auraient plutôt compté uniquement sur une membrane lipidique fragile.
De nouvelles recherches sur les bactéries ont examiné de façon précise comment les cellules primitives auraient évolué sans leurs structures cruciales actuelles. Alors que la grande majorité des bactéries ont des parois cellulaires, de nombreuses autres peuvent les abandonner. Cet état est alors appelé forme L, ce qui pourrait refléter la structure des cellules primordiales.
Une étude du 28 février publiée par Cell Press, dans la revue Cell, révèle comment les bactéries dans cet état en forme L se divisent et se multiplient, mettant en lumière la façon dont les premières formes de vie cellulaire ont pu entrer en expansion.
« La principale surprise pour moi a été la simplicité du mécanisme. Il ne nécessite aucune machinerie sophistiquée à base de protéines », a affirmé le directeur et auteur de l’étude, Jeff Errington, de l’Université de Newcastle. « Il devient donc plausible d’expliquer comment les cellules les plus primitives auraient proliféré dans les tout premiers jours de l’évolution ».
La paroi cellulaire est une structure stratifiée qui englobe les cellules, les protégeant et maintenant leur forme. Elle est présente dans toutes les grandes lignées bactériennes connues, et elle l’était probablement aussi sur leur dernier ancêtre commun. Cette structure est si importante qu’elle est ciblée par les antibiotiques. C’est d’ailleurs ainsi que de nombreuses bactéries – responsables de maladies infectieuses – peuvent passer à l’état de forme L pour résister aux antibiotiques.
Peut-être que le changement associé à cet état de forme L le plus frappant est la façon dont les bactéries se reproduisent. Au lieu de s’appuyer sur des informations précises, compliquant la machinerie de la division cellulaire, les structures des bactéries de forme L deviennent irrégulières et des renflements sont façonnés sur la surface cellulaire – comme si elle était pincée – pour devenir des cellules filles. Bien que des mutations génétiques associées à l’état de forme L aient été identifiées, on sait peu de choses sur les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la réplication des formes L.
[frame src= »http://civilisation2.org/wp-content/uploads/2013/03/differentes_divisions-cellulaires.jpg » width= »450″ height= » » style= »3″ linkstyle= »pp » preload= »yes »]© Cell, Mercier et al.
C’est sur cette question que porte globalement l’étude. Errington et son équipe ont identifié deux changements génétiques nécessaires à la croissance des formes L dans les bactéries. L’une de ces deux mutations est nécessaire pour l’augmentation de la production des acides gras dans la membrane cellulaire, dont on s’attend qu’elle croît par rapport à la zone située à la surface de la cellule, relative à son volume.
En effet, les chercheurs ont découvert qu’en augmentant artificiellement la zone à la surface des cellules, ils ont pu induire des changements d’état de forme L, ainsi qu’une division cellulaire.
Les résultats suggèrent qu’un simple changement biophysique – un déséquilibre entre la surface et le volume – sous-tend une division cellulaire de forme L.
« Notre étude ouvre la voie pour comprendre comment les bactéries de forme L causent des maladies et résistent aux antibiotiques », a expliqué Errington. « Elle offre également un système modèle pour de futures expériences visant à explorer les possibles mécanismes de réplication des cellules primitives qui auraient existé avant l’explosion de la vie bactérienne sur la planète, il y a près de quatre milliards d’années ».
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Citations de EurekAlert
Crédit image À-la-Une : © Cell, Mercier et al. – Une division cellulaire d’une bactérie de forme L. L’échelle de temps est en minute.
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