La friction est la force qui initie la vie chez les ascidies

Dans les vastes profondeurs de l’océan, des scientifiques ont fait une découverte étonnante chez une créature apparemment modeste : l’ascidie.

Des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies d’Autriche ont découvert comment les ovocytes d’ascidies (ovocytes immatures) utilisent la friction dans leurs compartiments intérieurs pour déclencher des changements de développement après la conception. Cette révélation ouvre un nouveau chapitre dans notre compréhension des forces qui façonnent la vie.

La vie insolite des ascidies

Les ascidies, ou ascidies, sont des organismes marins particuliers. Après avoir passé leur première vie sous forme de larves libres, elles finissent par s’installer, s’attachant à des structures solides telles que des rochers ou des coraux.

À mesure qu’ils mûrissent, les ascidies développent des tubes distinctifs appelés siphons, se transformant en ce qui semble être des gouttes caoutchouteuses.

Organismes modèles

Les ascidies ont une relation évolutive étroite avec les humains car ce sont nos parents invertébrés les plus étroitement apparentés. Les stades larvaires des ascidies, en particulier, présentent des similitudes frappantes avec le développement humain.

En raison de ces similitudes, les ascidies sont devenues des organismes modèles pour étudier le développement embryonnaire précoce des vertébrés.

« Bien que les ascidies présentent les caractéristiques développementales et morphologiques fondamentales des vertébrés, elles possèdent également la simplicité cellulaire et génomique typique des invertébrés », a déclaré le professeur Carl-Philipp Heisenberg. « En particulier, la larve d’ascidie est un modèle idéal pour comprendre le développement précoce des vertébrés. »

Transformation des ovocytes

Les recherches de l’équipe portent sur la transformation des ovocytes ascidiens, les cellules germinales femelles, après la fécondation. En règle générale, les ovocytes animaux subissent une réorganisation cytoplasmique importante après la fécondation, ce qui ouvre la voie au développement de l’embryon.

Chez les ascidies, ce réarrangement conduit à la formation d’un pôle de contraction (CP), une saillie en forme de cloche cruciale pour la maturation de l’embryon.

Le mystère du changement de forme des cellules

Dans leur quête pour comprendre les mécanismes sous-jacents de ce processus, l’équipe a observé des changements reproductibles dans la forme des cellules conduisant à la formation de CP.

Les premières investigations se sont concentrées sur le cortex d’actomyosine, une structure dynamique située sous la membrane cellulaire. Les experts ont découvert que lors de la fécondation, une tension accrue dans ce cortex entraîne sa contraction et des changements ultérieurs de forme cellulaire.

« Nous avons découvert que lorsque les cellules sont fécondées, une tension accrue dans le cortex d’actomyosine provoque sa contraction, entraînant son mouvement (flux), entraînant les premiers changements de forme de la cellule », a expliqué la première auteure de l’étude, Silvia Caballero-Mancebo.

Cependant, l’équipe a noté que les flux d’actomyosine se sont arrêtés pendant l’expansion du pôle de contraction, ce qui suggère qu’il existe d’autres facteurs responsables de la bosse.

Le rôle du myoplasme

Des recherches plus approfondies ont conduit à la découverte du rôle du myoplasme, une couche solide et extensible située dans la région inférieure de l’ovule.

Au cours du flux du cortex d’actomyosine, le myoplasme se plie et forme de nombreuses boucles en raison des forces de friction entre ces deux composants. Lorsque le mouvement de l’actomyosine s’arrête, ces forces de friction se dissipent.

« Cette cessation conduit finalement à l’expansion du pôle de contraction à mesure que les multiples boucles du myoplasme se résolvent en une bosse bien définie en forme de cloche », a expliqué Caballero-Mancebo.

Forces mécaniques en développement

L’étude met non seulement en lumière le rôle spécifique de la friction dans le développement embryonnaire, mais souligne également l’importance des forces mécaniques dans la formation des organismes.

« Le myoplasme est également très intrigant, car il est également impliqué dans d’autres processus embryonnaires des ascidies. Explorer ses propriétés matérielles inhabituelles et comprendre comment ils jouent un rôle dans la formation des ascidies sera très intéressant », a déclaré le professeur Heisenberg.

L’étude est publiée dans la revue Physique naturelle.

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