Les Eucaryotes ne sont bien qu'une branche qui a émergé parmi les Archéobactéries

Pour BCPST, PrépaCAPES et PrépaAgreg
Thèmes : cellule eucaryote, évolution

L'origine des cellules eucaryotes, il y a 1,8 milliards d'années, est encore un mystère bien que de nombreuses théories aient été échafaudées. L'hypothèse récente qui a la faveur des scientifiques est celle d'une endosymbiose entre une alphaprotéobactérie à l'origine des mitochondries avec une archéobactérie. Cela aurait formé une proto-cellule eucaryote encore sans noyau mais avec des mitochondries et c'est au sein de ce groupe qu'auraient émergées ensuite les cellules Eucaryotes avec noyau.

Les archéobactéries, même si ce sont des cellules procaryotes comme les Eubactéries, ont des particularités de leur métabolisme, de leur membrane plasmique...etc...qui les font former un phylum à part. Ce sont des organismes qui vivent souvent dans des environnements extrêmes très difficiles à reproduire en laboratoire pour les cultiver in vitro comme une vulgaire Escherichia coli. Beaucoup de leurs espèces ne sont connus que par leurs séquences d'ADN.

Les Lokiarchaeotes sont des archéobactéries qui vivent dans des sédiments marins profonds. Le séquençage de leur génome a montré que ce sont les espèces les plus proches des eucaryotes donnant du poids à la théorie que l'arbre du vivant n'a pas trois branches mais deux branches et que les eucaryotes ont émergé au sein des archéobactéries. Beaucoup des gènes de ce Lokiarchaeotes sont des gènes que l'on avait cru spécifiques des Eucaryotes auparavant, comme ceux codant des protéines homologues à l'actine ou diverses petites GTPases. 

Des chercheurs qui viennent de publier dans Nature ont découvert des archéobactéries qui sont encore plus proches des Eucaryotes que les Lokiarchaeotes.  Ils ont séquencé et assemblé des fragments d'ADN provenant de sédiments marins profonds de 7 régions du globe et ont fini par mettre en évidence certaines nouvelles espèces formant un superphylum au sein des archéobactéries qu'ils ont nommé Asgard. Les Lokiarchaeotes font partie de ce super-phylum. 

Dans ce nouveau super-phylum les auteurs ont caractérisé le groupe des Odinarchaeota (on continue avec la mythologie nordique...après Loki, voici Odin...) qui ont une tubuline extrêmement proche de celle des Eucaryotes. Ils ont découvert aussi les gènes codant le complexe Arp2/3 qui contrôle le cytosquelette, et des gènes codant des protéines habituellement exprimés dans l'appareil de Golgi et le reticulum endoplasmique des Eucaryotes. Il est difficile de dire si ces cellules ont une sorte de compartimentation, même rudimentaire. 

Voici donc le nouveau scénario d'apparition des cellules eucaryotes il y a 1,8 milliards d'années.

 

Source : doi:10.1038/nature21113

Si les acteurs semblent maintenant bien caractérisés, reste à comprendre comment est apparu ce qui caractérise vraiment la cellule eucaryote : le noyau contenant l'ADN.

Voir doi:10.1038/nature21113

Voir aussi cet article sur les Lokiarchaeotes