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Des protéines de reconnaissance découvertes chez l’amibe : la fonction précède l’organe

Le monde invisible des petits organismes ne cessera de nous surprendre. Parmi les êtres unicellulaires, certains n’ont pas de noyau et sont qualifiés de procaryotes par opposition aux eucaryotes, cellules nucléées constituant des plantes et des animaux. L’évolution laisse penser que les premiers systèmes vivants étaient de simples cellules, certaines ayant survécu et faisant l’objet de savantes études. Les levures qu’utilisent les boulangers ou les viticulteurs sont des êtres unicellulaires eucaryotes mais c’est sans doute l’amibe qui, par sa taille et son comportement, suscite le plus grand étonnement. L’amibe appartient au règne animal, contrairement à la levure qui est un champignon. Elle constitue un modèle animal de choix pour les biologistes, avec sa taille pouvant atteindre un millimètre, ses aptitudes motrices et cognitives, et pour finir un génome de taille plus que respectable, 300 milliards de bases en moyenne. L’amibe connue sous le nom de polychaos dubium possède le plus grand génome connu, avec 675 milliards de bases. A côté, le génome humain est petit, avec ses quelques 3 milliards de bases, et que dire de la levure et des bactéries, cellules dotées d’un minuscule génome contenant entre 1 et 12 millions de bases. L’un des animaux pluricellulaires les plus rudimentaires, le nématode, en possède 100 millions, soit un peu moins que les 120 millions de la mouche qui elle, est un animal supérieur. Autant dire que le séquençage complet du génome de l’amibe n’est pas pour après demain, ce qui n’empêche pas d’étudier avec précision comment fonctionne cet être unicellulaire doué de fonction assez sophistiquées.

 Un des phénomènes surprenant est l’agrégation des amibes lorsque les substances nutritives sont réduites au point d’engager la survie des individus. On observe alors un authentique comportement collectif, le but étant de constituer un conglomérat de milliers de cellules dont la finalité est de permettre la survie tant que les ressources sont absentes. Cette survie est obtenue au prix du sacrifice d’un cinquième de la colonie dont les cellules forment une sorte de queue avant de mourir pour la survie des quatre cinquièmes qui pourront se perpétuer en trouvant des ressources nutritives. Or, dans bien des cas, les amibes ne sont pas constituées d’un seul bloc génétique et les variants sont nombreux, d’où l’éventualité de ce que les chercheurs nomment une triche. Des cellules possédant un patrimoine génétique distinct pourraient profiter du radeau de survie et venir se greffer en commensaux pour se sauver. Mais la nature semble veiller sur le destin de la collectivité. Les scientifiques ont découvert que la capacité d’agrégation est corrélée à la proximité génomique si bien que les amibes dont le patrimoine génétique est distant sont écartées de la colonie au profit de cellules possédant une proximité génétique (Ostrowski et al. Plos, 6(11), e287, (2008)). Ces travaux nous interpellent dans la mesure où ils dévoilent la logique identitaire de comportements coopératifs présents dès les premiers stades de la vie animale. Quand il faut survivre, les amibes s’associent et elles le font en se regroupant selon les proximités génétiques.

 Les biologistes ont forgé la notion de « kin discrimination » pour désigner le processus par lequel les amibes se regroupent par affinité génétique en excluant les individus distants par le génome. Comment ce phénomène est-il réalisé d’un point de vue moléculaire ? On peut en effet supposer que si les amibes ont une fonction discriminatoire, celle-ci dépend de quelques protéines traduites à partir du génome et reconnues par les « récepteurs cognitifs » des cellules. Si tel est le cas, compte-tenu de la taille du génome, autant chercher une aiguille dans une botte de foin. C’était sans compter la ruse d’une équipe de chercheurs qui eut l’audace de supposer que les molécules permettant aux amibes de se reconnaître entre elles présentaient une proximité avec d’autres molécules qui, dans les organismes supérieurs, servent de reconnaissance et sont impliqués dans les fonctions immunitaires. Ces molécules font partie d’un système baptisé CMH, complexe majeur d’histocompatibilité, présent chez la plupart des vertébrés. Deux protéines suspectées d’être impliquées dans la « kin discrimination » ont été identifiées. TgrB1 et TgrC1 possèdent tous les critères pour assurer cette fonction. Elles sont parentes des molécules du CMH et fonctionnent selon le principe de la clé et de la serrure. Si ma clé ouvre ta serrure, alors on fait équipe ensemble et on s’agrège, sinon, on vit notre destin d’amibe séparément. La démonstration de ce mécanisme a nécessité des expériences très compliquées et vient d’être publiée tout récemment (Shigenori Hirose, Rocio Benabentos, Hsing-I Ho, Adam Kuspa, Gad Shaulsky. Self-Recognition in Social Amoebae Is Mediated by Allelic Pairs of Tiger Genes. Science, June 23, 2011)

 Cette étude montre pour la première fois la présence d’un mécanisme de reconnaissance du non-moi chez l’amibe, avec comme mécanisme l’intervention de molécules qui fonctionnent comme les immunoglobulines qu’on trouve dans les vertébrés. Cette découverte s’inscrit dans une compréhension plus élargie et inédite de la logique du vivant et de son évolution. On peut déceler la présence d’une finalité dans le vivant, cette finalité se manifestant par le développement de fonctions précises, comme dans le cas ici présenté la reconnaissance entre cellules. Une formule mal employée évoque l’évolution en affirmant que la fonction crée l’organe. On peut aussi bien supposer que l’organe crée la fonction. Mais en étudiant les amibes, une vision inédite se dessine et s’exprime avec une formule, la fonction précède l’organe. Et donc, les organes dans les animaux supérieurs exécutent des fonctions déjà existantes au niveau cellulaire, mais en utilisant une association complexe de cellules. De plus, la nature a conservé quelques mécanismes liés à des molécules précisément responsables de ces fonctions élémentaires. Une nouvelle conception de la vie est donc en mesure d’émerger (Dugué, Le sacre du vivant, essai soumis pour édition)


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11 réactions à cet article    


  • olaf_le_preux 30 juin 2011 09:52

    Très intéressant.
    Ah, la question de la « présence d’une finalité dans le vivant » ! « Question à un million de francs ! (citation approximative) », disait Hubert Reeves.

    Une cellule a-t-elle une finalité ? Oui, se reproduire ! Et ce n’est pas rien. L’« élan vital » bergsonien est là, qui veille...

    Bonne chance au « Sacre du vivant ».


    • Furax Furax 30 juin 2011 11:56

      Article captivant
      Une « finalité dans le vivant ».
      Bigre, monsieur Dugué, vous prenez des risques insensés, vous allez vous faire lapider.

      Comme je ne peux m’empêcher de mettre de la politique partout :
      "Ces travaux nous interpellent dans la mesure où ils dévoilent la logique identitaire de comportements coopératifs présents dès les premiers stades de la vie animale« 
      Ca nous change un peu du culte du profit, du tout bling-bling, du »tout pour ma pomme".
      L’amibe présenterait donc un niveau d’évolution supérieur au député UMP moyen.


      • easy easy 30 juin 2011 12:01

        Très intéressant. Merci Bernard

        Dès que j’ai étudié les coraux, je me suis mis à croire en la fractalité des principes du vivant. Dans cette vision, j’estime que ce qu’on pourrait observer dans un homme peut s’observer dans une amibe et réciproquement.

        La Nature a eu de drôles d’idées.
        Elle a fait des individus là où elle aurait pu se contenter d’un seul.
        Elle a semblé faire des spécialisations alors qu’elle a installé des interdépendances.
        Elle a fait le principe de mortalité, de cycles de vie alors qu’elle aurait pu faire un méta lichen vivant indéfiniment. 

        Toutes espèces confondues, la Nature a semblé nous spécialiser, nous séparer, interrompre nos vies individuelles, nous forcer à la compétition, à l’émimination, à la jalousie et aux meurtres mutuels tout en semblant vouloir des grégarisations et très bizarrement, elle a semblé vouloir que surgisse de ces grégarisations une conscience, le sens du sens et le sens du sublime, qui serait pourtant, par certains aspects, antinomiques de la compétition darwinienne.

        Là, nous en sommes au point où certains d’entre nous, allant encore plus loin que le sacrifice de leur vie pour leur belle, pour leur famille, pour leur clan, pour leur patrie, pour l’Humanité, sont prêts à sacrifier leur vie pour des baleines.
        Moins darwinien tu meurs.


        Un homme vivant depuis toujours seul sur une île n’a pas le sens du sens ni celui du sublime. Ca ne saute pas aux yeux en tous cas . Mais dès qu’on met deux individus ensemble, ces éléments apparaissent. Soigner un blessé, porter un infirme, entretenir un invalide, se noyer pour sauver un quidam, un ami ou l’amour de sa vie, ce sont là des choses qui apparaissent à partir du chiffre deux.

        Quand on isole un être vivant du contexte normalement favorable à l’éclosion du sens du sens et du sublime, on obère ses possibilités de développement et sa seule solution consiste à s’efforcer de s’isoler de son isolement forcé.

        On étudierait mieux la totalité d’une amibe en l’observant dans son contexte normal qu’en l’isolant et en la coinçant entre deux lames de verre. On étudierait mieux l’amibe en observant les amibes.


        • Raymond SAMUEL paconform 30 juin 2011 12:43

          Prodigieusement intéressant.
          Il y a, en effet, beaucoup plus à gagner en développant ces recherches qu’en allant élire un nouveau Président de la République.
          R.S. futur lecteur de « Le sacre du vivant ».


          • non667 30 juin 2011 13:56

            à bernard
            +++++++++++
            une question : qu’est ce qu’une base ?
             peut -on faire une similitude avec un bit informatique ?


            • astus astus 30 juin 2011 15:45
              Merci Bernard pour ce billet passionnant qui nous montre que les interactions dans le règne du vivant sont beaucoup plus complexes et fines que l’on pouvait le penser il y a encore peu de temps. Dans le même ordre d’idées je pense que les recherches génétiques montreront un jour que les modifications ou altérations du génome peuvent aussi être déclenchées par des phénomènes d’origine psychique, le stress entre autres. 
              Quant aux comportements collectifs de survie ils se retrouvent aussi, mais à des niveaux évolutifs beaucoup plus tardifs, par exemple pour les sardines qui se réunissent en bancs serrés tournants sur eux-mêmes pour échapper en partie à la prédation des grands mammifères marins. Je me demande toutefois si la survie de l’espèce, ou la persévérance à être, n’est pas la principale (la seule ?) « intentionnalité » de ces comportements. 
              Et s’il est vrai que l’amibe possède entre 300 et 675 milliards de bases de bases alors que le génome humain n’en a que 3 milliards seulement il serait temps que l’être humain cesse de faire le fier ... Mais c’est peut-être ce qui explique qu’il se comporte parfois de façon curieuse : j’ai même remarqué que d’aucuns avaient votés contre cet article, sans indiquer la nature de leurs légitimes objections éventuelles. Surprenant non ?

              Bonne vacances.


              • Kalki Kalki 30 juin 2011 19:28

                3 milliards seulement ... et il y en a de trop

                quelques milliers de gènes important font l’intelligence en comparaison des autres espèces

                meme dans le génome il y a beaucoup de bruit et de vide inutile.

                Peut être faut il appliquer la théorie du chaos , de l’émergence et stabilisation des systèmes

                Peut être aussi faut il apprendre de cette leçon : que la socialisation est aussi domestication si on se laisse avoir, si on résiste pas à la tentation de s’homogénéiser avec d’autrui, comme un loup qui se laisse approché, puis nourrir puis domestiquer ou un chercheur ... c’est humain de controller et choisir le plus mignon, ca fait des chiens a la con

                Le hasard fait bien les choses, la vie dans le continuum espace temps , ca nous dépasse ... si on savait ....

                et de la a dire que la reconnaissance à des implications parmis la société des prédateurs ....

                Le chaos va prendre forme et se stabiliser ... ca risque de faire mal


              • Kalki Kalki 30 juin 2011 19:38

                Evolution génétique ? ca prend du temps

                Mutation génétique chaotique selon l’état des gènes des parents, expositions au stress, au soleil et a d’autre produit

                Mutation et modification génétique ? il ne faut pas rêver

                Ce n’est pas faisable sur le corps en entier et pas la meilleur solution ... ca mériterai un article ? 

                Mais l’upload ou la recréation d’identité par lifelogging et les nanorobots ... c’est du solide et c’est de la folie Dr frankenstein


              • mimusops 30 juin 2011 16:14

                Merci Bernard pour tes articles


                si j’ai bien compris une unité évolue en une unité supérieure en coopérant dans le partage des ressources et du travail tout en gardant une capacité de reconnaissance. C’est marrant ça me rappelle un truc que l’humanité devrait faire !

                Ne pourrais-tu pas mettre le sacre du vivant en ligne contre une donation (type radiohead) ?

                • Alexis_Barecq Alexis_Barecq 30 juin 2011 22:54


                  Cet article pue le Darwinisme béat, nouvelle religion naturaliste.


                  • Raymond SAMUEL paconform 3 juillet 2011 07:34

                    Bernard DUGUE,

                    Pourriez-vous faire application de vos découvertes pour mettre au jour les processus de création de handicaps chez les humains du fait des contraintes imposées au cerveau par les adultes et l’environnement, pendant la formation de celui-ci (problème aussi de transmision des handicaps des générations antérieures) ?
                    Jusqu’à maintenant la collaboration entre chercheurs biologistes et chercheurs en sciences sociales a été assez limitée pour que ce domaine reste largement en friche et que l’ignorance publique permette de gros dégâts dans ce qu’on appelle l’éducation.
                    Merci.

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