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D’anciens microbes dont l’existence est antérieure à l’essor des cellules porteuses de noyau sur Terre pourraient détenir les secrets de la naissance de ces cellules complexes. Maintenant, pour la première fois, les scientifiques ont cultivé une quantité suffisante de ces microbes en laboratoire pour étudier leur structure interne en détail, Rapport scientifique (s’ouvre dans un nouvel onglet).
Les chercheurs ont développé un organisme appelé Lokiarchaeum ossiferumqui appartient à un groupe de microbes connu sous le nom d’Asgard archaea, selon un nouveau rapport, publié mercredi 21 décembre dans la revue La nature (s’ouvre dans un nouvel onglet). Nommé d’après la demeure des dieux dans la mythologie nordique, les archées d’Asgard sont considérées par certains scientifiques comme les parents évolutifs les plus proches de eucaryotescellules qui emballent leur ADN dans une bulle protectrice appelée noyau.
Sur l’arbre de vie évolutif, Asgard apparaît souvent comme une « sœur » des eucaryotes ou comme leur ancêtre direct, Jan Lowe (s’ouvre dans un nouvel onglet)chef du groupe de recherche Bacterial Cytoskeleton and other Molecular Machines du Medical Research Council (MRC) Laboratory of Molecular Biology au Royaume-Uni, a écrit dans un commentaire (s’ouvre dans un nouvel onglet) sur la nouvelle étude. Asgard ne porte pas de noyaux eux-mêmes, mais ils contiennent une suite de gènes et de protéines que l’on pensait autrefois être uniques aux eucaryotes. Les chercheurs ont diverses théories sur la façon dont les Asgards ont pu acquérir des noyaux primitifs et ainsi donner naissance aux premières cellules complexes, qui ont ensuite donné naissance à des plantes, des animaux et des humains.
En 2020, un groupe de recherche au Japon a rapporté qu’après 12 ans de travail, ils avaient Asgard cultivé avec succès en laboratoire. Ils avaient grandi Prometheoarchaeum syntrophicum, un Asgard nommé d’après le dieu grec Prométhée, mais les détails de la structure interne de l’organisme sont restés insaisissables, a déclaré Löwe. Maintenant, un groupe de recherche différent s’est développé et a pris des instantanés des entrailles de L.ossiferum.
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« Les images sont superbes » Buzz Baum (s’ouvre dans un nouvel onglet)un biologiste des cellules évolutives du Laboratoire de biologie moléculaire du MRC qui n’a pas participé aux travaux, a déclaré à Science.
« Il a fallu six longues années pour obtenir une culture stable et hautement enrichie, mais maintenant nous pouvons utiliser cette expérience pour effectuer de nombreuses études biochimiques et pour cultiver également d’autres archées d’Asgard », a déclaré le co-auteur principal. Christa Schleper (s’ouvre dans un nouvel onglet)chef du laboratoire d’écologie et d’évolution des archées à l’Université de Vienne, a déclaré dans un déclaration (s’ouvre dans un nouvel onglet).
Par rapport aux autres Asgard, L.ossiferum se développe relativement rapidement, doublant son nombre de cellules en sept à 14 jours, a noté Löwe. En comparaison, P. syntrophique réplique tous les 14 à 25 jours. Notez que le familier bactéries Escherichia coli réplique toutes les 20 minutes environ. (La croissance lente de ces archées est un facteur qui les rend incroyablement difficiles à cultiver.)
Récolté dans la boue d’un canal sur la côte de Piran, en Slovénie, le L.ossiferum les spécimens ont des tentacules funky qui s’étendent du corps de chaque cellule; des bosses et des renflements étranges apparaissent sur la longueur de chaque appendice. Ces « saillies de surface » peuvent soutenir l’idée qu’à un certain moment de l’histoire de l’évolution, un Asgard a attrapé une bactérie passante en utilisant des extensions similaires de sa membrane et a aspiré la bactérie dans son corps cellulaire, ce qui a conduit au développement du noyau, Löwe a écrit. Les protubérances soutiennent l’idée qu’une telle interaction aurait pu se produire, a-t-il expliqué.
L.ossiferum porte également de minuscules structures ressemblant à des sucettes à sa surface, qui « ont l’air de venir d’une autre planète », Thijs Ettema (s’ouvre dans un nouvel onglet), un microbiologiste environnemental de l’Université de Wageningen aux Pays-Bas qui n’a pas participé aux travaux, a déclaré à Science. Le microbe contient également des filaments structurels qui ressemblent étroitement à ceux observés dans le cytosquelette, ou échafaudage de soutien, des cellules eucaryotes, a écrit Löwe.
Certains scientifiques pensent que la nouvelle étude renforce l’hypothèse selon laquelle les Asgards sont les ancêtres directs des eucaryotes, mais tout le monde n’est pas convaincu. En savoir plus dans Science (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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