Comment une seule cellule donne naissance aux 37 billions de cellules chez un adulte moyen –

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  • L’un des grands mystères de la biologie humaine est de savoir comment une seule cellule peut donner naissance aux 37 billions de cellules contenues dans le corps moyen, chacune ayant son propre rôle spécialisé. Des chercheurs de l’Université de Yale et de la Mayo Clinic ont mis au point un moyen de recréer les premiers stades du développement cellulaire qui donnent lieu à une diversité aussi étonnante de types de cellules.

    En utilisant des cellules cutanées prélevées sur deux humains vivants, les chercheurs du laboratoire de Flora Vaccarino de Yale ont pu suivre leur lignée cellulaire en identifiant de minuscules variations ou mutations contenues dans les génomes de ces cellules.

    Ces mutations «somatiques» ou non héréditaires sont générées à chaque division cellulaire au cours du développement d’un être humain. Le pourcentage de cellules portant les traces d’une mutation donnée diminue à mesure que ces divisions se poursuivent, laissant essentiellement aux scientifiques une piste pour remonter jusqu’aux premières cellules. Si la fraction de cellules présentant des traces de mutation est élevée, les scientifiques savent que la mutation a été générée plus tôt dans la lignée des cellules, plus proche de son unique ancêtre commun au cours du développement embryonnaire précoce.

    «C’est comme Ancestry.com pour nos corps», a déclaré Vaccarino, professeur Harris au Yale Child Study Center, professeur de neurosciences et co-auteur principal de la recherche publiée le 18 mars dans la revue. Science.

    Par exemple, les chercheurs savaient que certaines mutations dans les cellules de la peau étaient générées au début du développement embryonnaire, car elles pouvaient également être détectées dans des échantillons de sang, de salive et d’urine chez l’adulte. Dans le corps humain, chacun de ces tissus spécialisés provient d’une couche germinale différente, ou des premiers types de cellules différenciées dans un embryon qui donnent naissance au système nerveux, à l’intestin, au sang et aux tissus de connexion.

    Les résultats montrent que les mutations générées dans l’embryon sont héritées et conservées par chaque cellule fille tout au long du développement du corps jusqu’à l’âge adulte, permettant aux chercheurs de reconstruire les premiers arbres de la lignée de ces individus.

    “L’histoire cellulaire a des conséquences”, a déclaré Vaccarino.

    Les résultats peuvent également aider les scientifiques à retracer les troubles du développement jusqu’à leurs débuts cellulaires. Par exemple, des troubles neuropsychiatriques tels que la schizophrénie et l’autisme peuvent résulter de dysfonctionnements cellulaires précoces qui détournent les premiers régulateurs du développement. Cela peut modifier la croissance et l’expansion de certaines lignées cellulaires ou lorsqu’elles se séparent pour former de nouvelles lignées cellulaires au cours du développement.

    Curieusement, les chercheurs ont également découvert que les lignées cellulaires qui divergent à la première division ont tendance à être asymétriques. Par exemple, l’une des deux premières cellules filles créées dans un embryon finit par représenter jusqu’à 90% des types de cellules dans le corps adulte. L’autre cellule fille pourrait être dédiée principalement à la création du placenta, qui nourrira l’embryon en croissance, selon les chercheurs.

    Vaccarino a souligné que la technologie permettant de suivre les différences individuelles dans l’ascendance cellulaire à chaque étape du développement cellulaire est encore limitée.

    Mais c’est prometteur. «Nous avons trouvé un moyen minimalement invasif de regarder dans une fenêtre de l’histoire cellulaire personnelle d’une personne», a-t-elle déclaré.

    Alexej Abyzov de la Mayo Clinic est co-auteur principal de l’article. Les co-premiers auteurs sont Liana Fasching, associée postdoctorale à la Yale School of Medicine, et Yeongjun Jang de la Mayo Clinic.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Université de Yale. Original écrit par Bill Hathaway. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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