Comment est-il possible de comprendre aujourd'hui les mécanismes cellulaires qui ont permis le développement de la vie il y a plusieurs milliards d'années ? La modélisation offre de curieux éléments de réponse.

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Des chercheurs français ont modélisé la division des premières cellules, ou protocellules, afin de comprendre comment celles-ci ont pu se répliquer alors qu'elles ne contenaient ni ADN ni ARN et pas d'enzymesenzymes. Dans cette étude, parue dans le Biophysical Journal, les auteurs considèrent que les protocellules étaient des vésicules délimitées par une double membrane, interne et externe.

Simplification extrême du fonctionnement d'une protocellule. Avec de la nourriture, la protocellule (délimitée par une double membrane) produit de la biomasse, des déchets et de la chaleur. © Attal et Schwartz, 2021
Simplification extrême du fonctionnement d'une protocellule. Avec de la nourriture, la protocellule (délimitée par une double membrane) produit de la biomasse, des déchets et de la chaleur. © Attal et Schwartz, 2021

Une modification membranaire

Le modèle prédit que des réactions chimiquesréactions chimiques à l'intérieur de la protocellule produisent de la température (réactions exothermiquesexothermiques), qui favorisent le transfert de molécules depuis la membrane interne vers celle externe. Ces deux phénomènes engendrent une modification de composition et de forme de la double membrane, la forme initiale de croissance de la cellule devient instable et la protocellule est scindée en deux protocellules filles. Selon les auteurs, ce processus pourrait être considéré comme étant l'ancêtre de celui de la mitose.

Bien que théoriques, les résultats présentés dans cette étude posent les bases de futures expérimentations en laboratoire qui nécessiteront de chauffer l'intérieur de vésicules afin de déterminer si un gradientgradient de température entre les membranes interne et externe produit bien un changement de courbure de la protocellule.