Pour retracer l'histoire d'un organisme, des chercheurs ont transformé son ADN en véritable livre généalogique, consignant tout de génération en génération.
Tout commence avec une seule cellule : l'œuf fécondé d'une souris. En se divisant, il donne naissance à des cellules qui vont former le cerveau, le cœur, la peau et tous les autres organes. Mais une fois ces cellules spécialisées, il est très difficile de retrouver lesquelles descendent d'un même ancêtre.
Illustration de l'ADN
Image Pixabay
Une équipe de l'université de Washington a conçu un moyen de conserver cette histoire. Les chercheurs ont introduit dans l'œuf fécondé un dispositif appelé DNA Typewriter, ou « machine à écrire ADN ». Il s'agit de morceaux d'ADN spécialement conçus pour recevoir des marques successives.
À mesure que l'embryon se développe, de nouvelles marques viennent s'ajouter dans un ordre précis. Les cellules transmettent ensuite ces traces à leurs descendantes. Deux cellules portant une même suite de marques ont donc probablement partagé une même cellule ancêtre à un moment de leur histoire.
Après 13 jours et demi de développement, les chercheurs ont analysé les cellules d'un embryon. Ils ont pu lire les traces enregistrées dans 1,28 million d'entre elles, soit environ 10 % de ses cellules à ce stade. À partir de ces informations, ils ont reconstitué un immense arbre généalogique remontant jusqu'à l'œuf fécondé.
Les premières divisions y apparaissent clairement. Les chercheurs ont notamment retrouvé la séparation entre les deux toutes premières cellules de l'embryon. Ils ont ensuite suivi la manière dont leurs descendantes se répartissaient entre différents tissus et organes.
L'expérience révèle aussi que toutes les cellules ne choisissent pas leur futur rôle au même moment. Certaines lignées destinées au sang ou à la rétine se distinguent assez tôt. D'autres, comme celles qui produisent la couche externe de la peau, prennent leur identité plus tard.
Il ne faut pas imaginer que les chercheurs ont filmé chacune de ces divisions pendant près de deux semaines. Ils ont lu les marques à la fin de l'expérience, puis reconstruit l'histoire des cellules à partir de ces indices. Le résultat reste donc bien une reconstitution, avec une partie des cellules seulement.
L'intérêt dépasse la curiosité scientifique. Comprendre comment une cellule donne naissance à un organisme pourrait aider à étudier les malformations, certaines maladies génétiques ou les cancers. L'équipe met aussi cet arbre généalogique à disposition sur un site interactif, pour que d'autres chercheurs puissent l'explorer.