Comment une cellule improvise-t-elle ?

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Israël | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
24 janvier 2018

Comment une cellule s’adapte-t-elle à un changement d’environnement ? Autrement dit, comment pouvons-nous expliquer l’Evolution ? Une étude conjointe du Pr. Brenner du Technionet du Pr. Soen de l’Institut Weizmann propose un nouveau modèle statistique permettant de rationnaliser l’improvisation d’une cellule.

Une étude publiée dans la revue scientifique Nature Communications présente la façon dont les cellules et les micro-organismes s’adaptent à leur environnement, c’est-à-dire comment ils improvisent une nouvelle réponse face à un défi inattendu.

Les auteurs, les professeurs Naama Brenner du Technion et Yoav Soen de l’Institut Weizmann, ont basé leur expérience sur un modèle mathématique original, comparant l’expression génétique d’une cellule à un modèle mathématique de type « base de données réseau ».
En effet, le professeur Brenner explique que « les systèmes biologiques peuvent faire face non seulement aux événements de routine, mais également à des événements inattendus. La capacité à s’adapter à de nouveaux défis indique que, au-delà de la « boite à outils » qu’il a développé au cours de l’évolution, un organisme est un système intelligent capable de fournir une réponse ad hoc à de nouvelles situations ».

Globalement, les auteurs ont pu montrer que l’adaptation d’une cellule à un nouvel environnement s’effectue par un processus exploratoire se basant sur la flexibilité des interactions entre les gènes. Cette flexibilité est rendue possible par l’existence d’une forme de communication sophistiquée entre les gènes lors de leur expression.
Il est également intéressant de noter que, si ce modèle permet de rationaliser l’interaction d’une cellule face son environnement, celui-ci permet également de rationaliser d’autres interactions microscopiques comme une interaction entre deux protéines.

Le professeur Brenner dirige l’un des laboratoires de recherche au Centre Interdisciplinaire pour les Sciences de la vie et l’Ingénierie Lorry I. Lokey du Technion et indique que « (son) but est de promouvoir les sciences interdisciplinaires qui permettent d’explorer divers systèmes et phénomènes biologiques tels que les synapses, les réseaux neuronaux, la génétique, le développement d’organismes multicellulaire, l’évolution, et bien d’autres. Nous vivons une ère fascinante où les technologies de recherches et les sciences du vivant se développent rapidement. En fait, ces technologies, comme le séquençage de l’ADN, sont plus avancées que notre capacité à rationaliser les données qu’elles permettent d’obtenir. Ainsi, nous avons beaucoup de travail à fournir pour développer des théories et des concepts fondamentaux afin de mieux comprendre des résultats expérimentaux. Nous autres scientifiques avons le devoir et la responsabilité d’insister sur les sciences fondamentales ».

Source : https://www.nature.com/articles/ncomms14826

Rédacteur : Guillaume Duret, post-doctorant au Technion

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