Il existe un certain nombre d'énigmes sur les débuts de la vie sur Terre qui continuent d'échapper aux scientifiques. L'un d'eux était une question assez fondamentale sur la façon dont la vie a fait le saut de organismes unicellulaires au multicellulaire merveilles que nous connaissons aujourd'hui. Chercheur Ratcliff au Université du Minnesota voulait voir comment ce processus avait pu se produire et a découvert que cela n'avait peut-être pas été un si grand saut après tout.
Utilisant Saccharomyces cerevisiae , aussi connu sous le nom la levure de bière (ou plus profondément encore, ce qui fait fonctionner le pain et la bière), Ratcliff a conçu une expérience assez simple. La levure, qui est un champignon unicellulaire, peut former des colonies multicellulaires comme la moisissure. Dans son expérience, Ratcliff a placé des cellules de levure dans un milieu hautement nutritif pour les faire pousser. Il a ensuite placé des tubes à essai remplis de levure en croissance dans un centrifuger.
L'action de rotation de la centrifugeuse a provoqué la séparation de la levure, avec les amas multicellulaires les plus lourds en bas et les cellules individuelles plus légères en haut. L'équipe de Ratcliff a écumé la levure unicellulaire, transféré les colonies multicellulaires dans le milieu de culture frais et répété le processus. Cela a duré 60 jours, et dans ce court laps de temps, Ratcliff a vu un changement dramatique.
Au lieu de petites colonies et de cellules individuelles, la levure a commencé à former de grands groupes complexes. Ces mosaïques de centaines de cellules n'étaient pas non plus simplement aléatoires. Il s'agissait d'amas de cellules génétiquement apparentées qui restaient attachées après division. Encore plus excitant, Ratcliff a observé qu'une fois que les amas atteignaient une taille critique, les cellules commençaient à mourir et l'amas se brisait.
Loin d'être un échec, ce processus de mort cellulaire — appelé apoptose — a brisé la colonie en petits morceaux qui ont continué à croître. En effet, l'éclatement des colonies a favorisé de nouvelles colonies, comme une forme de reproduction. le Fondation nationale de la science cite Ratcliff en disant que ce processus est une observation vitale :
Un cluster seul n'est pas multicellulaire, dit Ratcliff. Mais lorsque les cellules d'un groupe coopèrent, font des sacrifices pour le bien commun et s'adaptent au changement, c'est une transition évolutive vers la multi-cellularité.
L'expérience étonnamment facile de Ratcliff pourrait suggérer que le processus d'obtention de la multicellularité est beaucoup plus facile qu'on ne le pensait auparavant. Cependant, son travail pourrait également avoir une application pratique. À l'aide de son dossier de levure multicellulaire, il prévoit d'étudier quelles adaptations sont responsables du fait que les cellules individuelles deviennent coopérativement multicellulaires. L'identification d'un gène qui permet ce comportement pourrait, par exemple, être utilisée pour mieux comprendre le cancer.
Mis à part les recherches futures, Ratcliff et son équipe ont déjà obtenu des résultats remarquables. Leurs travaux ont mis en lumière un tournant critique dans l'histoire de toute vie sur cette planète.
( Fondation nationale de la science passant par Univers aujourd'hui , crédit image Will Ratcliff et Mike Travisano)
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