Pourquoi l'évolution a-t-elle engendré des divisions cellulaires si différentes selon les organismes ?

La division cellulaire, essentielle à la vie, varie étonnamment selon les organismes. Une étude récente du groupe de Dey à l'EMBL Heidelberg, publiée dans Nature, explore l'évolution des méthodes de division cellulaire chez des organismes proches des animaux et des champignons. Cette recherche met en lumière la connexion entre les cycles de vie des organismes et leurs techniques de division cellulaire.


Les animaux et les champignons, bien que séparés par plus d'un milliard d'années, partagent de nombreuses similitudes en tant qu'eucaryotes, mais divergent sur plusieurs processus physiologiques, notamment la mitose. La mitose "ouverte" des cellules animales, où l'enveloppe nucléaire se désintègre, contraste avec la mitose "fermée" des champignons, où cette enveloppe reste intacte.

L'origine de ces deux modes de mitose a intrigué les scientifiques du groupe de Dey à l'EMBL. En collaboration avec Omaya Dudin de l'EPFL Lausanne, ils ont choisi d'étudier les Ichthyosporea, des protistes marins proches des animaux et des champignons. Certaines espèces de ces protistes présentent une mitose fermée, tandis que d'autres adoptent une mitose ouverte.

L'équipe a découvert que S. arctica favorise une mitose fermée et possède un stade multinucléé, similaire à de nombreux champignons et embryons d'animaux comme les mouches. En revanche, C. perkinsii utilise une mitose ouverte et possède principalement des stades mononucléés.

Ces découvertes suggèrent que la mitose ouverte, caractéristique des animaux, a évolué des centaines de millions d'années avant l'apparition des animaux eux-mêmes. Cela offre des perspectives nouvelles sur l'évolution des mécanismes de division cellulaire eucaryotes et leur diversification en lien avec les cycles de vie variés des organismes.

La recherche a utilisé des techniques avancées comme la microscopie à expansion ultrastructurale, permettant d'étudier la biologie cellulaire des Ichthyosporea. Cette approche interdisciplinaire, combinant biologie comparée, microscopie électronique et génomique comparative, ouvre des voies prometteuses pour comprendre l'évolution de la division cellulaire.

Les chercheurs poursuivent leurs travaux dans le cadre du projet PlanExM, visant à appliquer la microscopie à expansion pour étudier la diversité ultrastructurale des protistes marins directement dans des échantillons environnementaux. Ces efforts devraient éclairer davantage la diversité de la vie sur Terre et l'évolution des processus biologiques fondamentaux.