Alerte : les bactéries trouvées dans les sources thermales pourraient être liées aux premières mitochondries !
Des scientifiques mexicains ont trouvé dans des sources chaudes un groupe de bactéries qui pourraient être apparentées aux premières mitochondries. Cette découverte pourrait aider à comprendre des processus tels que ceux qui sont à l'origine de la maladie de Parkinson.
Un groupe de chercheurs en génomique du Centre des Sciences Génomiques, au Mexique, en collaboration avec l'Institut de Biotechnologie de ce pays, a découvert un type de bactérie qui pourrait être le parent moderne le plus proche de l'ancêtre des mitochondries. Les travaux, rapportés par Phys.org, suggèrent que c'est peut-être un parent vivant de l'ancien microbe qui a donné naissance à la partie centrale de la cellule.
Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue scientifique Science Advances. Dans cette publication, les chercheurs Otto Geiger, Alejandro Sánchez-Flores, Jonathan Padilla-Gómez et Mauro Degli Esposti ont analysé des milliers de génomes bactériens pour localiser ceux qui ressemblaient le plus à ce que l'on pense être les caractéristiques du génome de l'ancêtre des mitochondries.
D'autres scientifiques ont également publié dans la même revue un article décrivant des recherches précédentes sur la recherche de l'ancêtre de la mitochondrie et résumant le travail réalisé par l'équipe dans cette nouvelle étude. Les résultats sont comme un voyage dans le passé lointain de la vie telle que nous la connaissons sur notre planète, ouvrant une porte vers de nouvelles connaissances.
Voyageuses du temps
Dans cette nouvelle étude, publiée le mercredi 9 août et également citée par Live Science, les chercheurs se sont concentrés sur les traits génétiques qui permettent aux bactéries d'exécuter certaines fonctions essentielles pour les proto-mitochondries, comme la production de graisses pour les membranes mitochondriales. En utilisant ces critères génétiques, ils ont identifié un type de bactérie qui n'avait jamais été suggéré auparavant comme descendant des proto-mitochondries et qui vit dans des conditions similaires à celles qui auraient soutenu la vie dans les anciens océans de la Terre.
Les scientifiques pensent que la vie est apparue pour la première fois sur Terre il y a environ 3,7 milliards d'années. Ils croient également qu'une évolution d'un type de bactérie a conduit à un ancêtre de la mitochondrie il y a environ 1 milliard d'années, ce qui a stimulé l'évolution de toutes les formes de vie moderne.
En effet, comme il n'y a pas de preuves de leur existence, les scientifiques doivent utiliser d'autres outils pour se rapprocher du génome de ces premières bactéries qui se sont installées dans les cellules d'autres organismes marins. Dans ce nouveau travail, les chercheurs ont tenté de déterminer quelles bactéries actuelles ressemblent le plus aux bactéries ancestrales des mitochondries. Pour ce faire, ils ont étudié les génomes de toutes les alpha-protéobactéries modernes connues, cherchant des caractéristiques probables des bactéries ancestrales des mitochondries.
Nouveaux éléments pour comprendre certaines maladies
S'adressant à Live Science, Mauro Degli Esposti a expliqué que, pendant les 1,6 à 1,8 milliard d'années depuis l'apparition des mitochondries, la signature génétique des proto-mitochondries s'est diluée, mélangée et est devenue très faible. C'est pourquoi l'équipe a adopté une approche qui ne dépendait pas autant des séquences génétiques qui auraient pu être désorganisées.
Les chercheurs ont examiné un répertoire de 314 génomes d'alpha-protéobactéries, la classe de bactéries que la recherche suggère être à l'origine des proto-mitochondries, à la recherche de gènes codant pour des protéines essentielles partagées avec les mitochondries. Beaucoup des gènes les plus importants ont la même fonction que ceux utilisés par les mitochondries pour produire de l'énergie avec ou sans oxygène.
D'autres gènes seraient nécessaires pour produire certaines graisses, dont les cardiolipines. Ces graisses se trouvent chez les procaryotes, des organismes dont les cellules n'ont pas d'organites, et dans les membranes mitochondriales des eucaryotes (organismes composés de cellules avec un vrai noyau). Une meilleure compréhension de l'évolution des mitochondries pourrait potentiellement nous aider à comprendre des maladies où la fonction mitochondriale est interrompue, comme la maladie de Parkinson. Au-delà des applications médicales, comprendre les origines des mitochondries peut nous aider à comprendre comment toute la vie complexe est apparue, y compris les êtres humains.