Selon une étude étonnante, les cellules humaines et les microorganismes se sont révélés similaires sur le plan biochimique

Les archées sont des micro-organismes unicellulaires qui existent dans des zones aux conditions extrêmes, telles que les évents volcaniques dans le fond de l’océan. Une étude récente a prouvé que ces «microbes robustes» et les cellules humaines ont des compositions biochimiques similaires.

Tom Santangelo, chercheur à l’Université d’État du Colorado (CSU) et professeur agrégé au Département de biochimie et de biologie moléculaire, considère les archées comme des «anciens marins» parce qu’elles peuvent survivre dans les profondeurs de l’océan. Santangelo étudie comment ces «microbes robustes», qui sont l’un des trois domaines de la vie qui subsistent, expriment des gènes, produisent de l’énergie et s’épanouissent même dans des environnements chauds et sans lumière. Le chercheur a mis au jour la preuve que les humains et les archées sont biochimiquement similaires. (Relatif: Les cellules humaines sont de taille microscopique, mais leurs travaux sont plus grands que la vie.)

Avec son équipe, Santangelo a découvert des parallèles significatifs entre la façon dont les cellules archéennes et les cellules plus complexes comme les cellules humaines et animales «emballent et stockent leur matériel génétique.» L’étude de pointe a été publiée dans Science en 2017 et prouvait que les archaea et les cellules eucaryotes avoir un mécanisme commun qui compacte, organise et structure leurs génomes.

Karolin Luger a dirigé l’étude, et elle est actuellement biologiste structurelle à l’Université du Colorado à Boulder. Cependant, la plupart des rapports publiés dans Science ont été accomplis lorsque Luger était un membre du corps professoral de 1999 à 2015.

Pour vous rafraîchir la mémoire, les eucaryotes sont des cellules avec un noyau et des organites liés à la membrane. Ces cellules comprennent des cellules fongiques, végétales et animales. Les cellules humaines sont incluses dans les cellules animales eucaryotes.

Les eucaryotes sont différents des procaryotes, leurs homologues moins complexes, parce que ces derniers n’ont pas de noyau. Même si les archées et les bactéries sont des procaryotes, elles ne sont que vaguement apparentées. On pense que les archaea sont les progéniteurs des eucaryotes car ils partagent plusieurs des mêmes protéines responsables du contrôle de l’expression des gènes.

Chaque eucaryote, comme les protistes microscopiques, les plantes et même les humains, est capable de « processus les plus fondamentaux de la vie », qui comprend les méthodes dans lesquelles « l’ADN se plie, se plie et se casse dans un noyau cellulaire. »

A l’intérieur du noyau de chaque cellule eucaryote, plusieurs pieds de matériel génétique sont compactés d’une manière particulière. Les petits segments d’ADN sont enveloppés au moins deux fois autour de huit histones (petites protéines), «comme le fil autour d’une bobine». Le complexe ADN-histone résultant est appelé un nucléosome, tandis qu’une chaîne de nucléosomes compactés est appelée chromatine. En 1997, Luger et al. d’abord rapporté la structure exacte des nucléosomes eucaryotes par cristallographie aux rayons X.

Dans les années 1900, John Reeve, un collaborateur scientifique, a découvert qu’en plus des eucaryotes, les protéines histones peuvent également être trouvées dans des cellules d’archaea sans noyau. Reeves et Luger ont ensuite travaillé ensemble pour cristalliser la chromatine archéenne à base d’histone, qui a été comparée à la chromatine eucaryote.

Après des années d’un «problème cristallographique géant» où les chercheurs avaient de la difficulté à cultiver des cristaux d’histones archéens fiables, ils ont finalement pu discerner la structure de la chromatine archéenne, qui était similaire à celle des eucaryotes.

Sur la base de ces données, il a été révélé que l’ADN archéen formait des superhélites répétitives longues et sinueuses. Parce que les chercheurs n’étaient pas sûrs que la structure était réelle, ou simplement un artefact de l’expérience, l’équipe CSU de Santangelo est intervenue. Il a commenté que son groupe a pris sur lui de déterminer si « la structure résolue dans les cristaux représentait biologiquement structure significative « ou non.

L’équipe de Santangelo a créé des variantes des histones archéennes, qui ont ensuite été testées pour voir comment les cellules se sont comportées quand elles ont perturbé la superhelix de l’ADN. L’équipe a alors découvert que lorsque la structure était déstabilisée, les cellules devenaient plus malades. Grâce à leurs efforts, les mérites de la structure isolée du groupe de Luger ont été clarifiés.

Santangelo a ajouté que son travail avec son équipe était l’un des points forts de sa carrière et que leur travail a contribué à fournir un aperçu fondamental sur les origines des cellules humaines. Il a dit: «L’impact majeur du document, je pense, est que l’idée de compacter l’ADN dans ces structures est une idée très ancienne – probablement vieille de plus d’un milliard d’années.» Le chercheur poursuit: «Les protéines histones entrent en scène et une fois qu’ils ont commencé à emballer les génomes, ils se sont rendus indispensables aux cellules qui les ont encodés. « 

Le chercheur continuera d’étudier la «structure, la fonction et les transactions énergétiques des archées», des micro-organismes précurseurs de l’activité cellulaire humaine.

Faits rapides sur les archées

Voici des faits supplémentaires sur les archées:

Les archées sont soit rondes, en spirale, en forme de bâtonnet, de plaque ou de carré.

Certaines archées vivent dans de grandes colonies composées de différents types d’archées.

Archaea est apparue sur Terre il y a quelques milliards d’années, d’où le nom « Archaea », qui signifie « choses anciennes » en grec.

Il n’y a pas de formes connues et pathogènes d’archaea, ce qui signifie qu’elles ne sont pas nocives pour les humains.

Les archées se reproduisent asexuellement par fragmentation et fission binaire.

Vous pouvez lire plus d’articles sur d’autres percées scientifiques sur Scientific.news.