Hypothèse : les vibrations de la membrane plasmique agissent comme des battements cardiaques cellulaires

Les cellules sont peut-être les machines les plus complexes connues de l'humanité. La diversité des activités, des machines et du calendrier est stupéfiante par son ampleur et sa complexité.

Et cela soulève une question intéressante : comment tout cela est-il coordonné ? Quel mécanisme les cellules utilisent-elles pour garantir que les événements biochimiques cruciaux se produisent dans le bon ordre et au bon moment ?

Aujourd'hui, Sepehr Ehsani de l'Université de Toronto au Canada lance une suggestion intéressante. Son idée est que les vibrations dans la membrane cellulaire agissent comme une sorte de stimulateur cellulaire, fournissant une fréquence de pouls de fond pour synchroniser les activités.

L'idée d'un stimulateur cardiaque est courante en informatique. La plupart des puces électroniques ont une horloge interne qui synchronise l'activité sur la puce. Le traitement de l'information tel que nous le comprenons ne serait pas possible sans cette impulsion.

Les cellules sont aussi essentiellement des processeurs d'informations, bien que beaucoup plus complexes que tout ce que les humains ont jamais fait. De nombreuses cellules utilisent des signaux périodiques tels que des cycles de lumière sombre pour synchroniser l'activité.

Cependant, le cycle circadien est beaucoup trop lent pour aider à coordonner la plupart des activités biochimiques. Tout mécanisme de stimulation devrait probablement fonctionner sur l'échelle de temps du repliement des acides aminés, qui se produit à l'échelle de la microseconde.

Les activités internes telles que les cycles énergétiques cellulaires sont suffisamment rapides pour faire l'affaire, mais sont très variables d'une espèce à l'autre. Et puisque tout mécanisme de stimulation doit avoir évolué tôt dans l'histoire des cellules, il doit être partagé à travers l'arbre de la vie.

L'alternative restante est la membrane plasmique, dit Ehsani. Il souligne que la membrane devrait supporter les vibrations picosecondes et pourrait facilement coupler l'activité à l'extérieur de la cellule avec ce qui se passe à l'intérieur, un facteur qui pourrait expliquer divers types de communication intercellulaire.

De plus, le mécanisme est facilement transmis par l'évolution et partagé entre les phylums.

Ehsani dit que son idée pourrait être facilement testée en cultivant des cultures cellulaires en présence de vibrations externes conçues pour interférer avec le mécanisme de synchronisation naturel.

Bien sûr, cela nécessiterait une meilleure compréhension de la nature des vibrations membranaires, de leur cohérence sur des échelles de temps aussi longues que quelques secondes et à travers les phylums.

C'est une suggestion intéressante mais qui nécessite beaucoup plus de travail pour être convaincante. Des preuves expérimentales seraient utiles, mais il en serait de même d'une sorte d'explication sur la façon dont la machinerie à l'intérieur d'une cellule pourrait surveiller et exploiter ce signal.

Et bien sûr, il y a une autre explication à l'activité complexe qui ne nécessite aucun type de stimulateur cardiaque. Les biologistes et les physiciens sont bien conscients que la synchronie émerge spontanément dans de nombreux systèmes complexes.

Cela se produit dans tout, du clignotement des lucioles et des ondes cérébrales à la célèbre découverte de Huygens selon laquelle les pendules d'horloge peuvent se synchroniser. Et il existe des modèles mathématiques solides qui expliquent ce qui se passe.

Il n'est pas impossible que la synchronie soit un phénomène émergent dans les cellules qui ne nécessite aucun stimulateur cardiaque indépendant.

C'est donc une question importante et Ehsani a une hypothèse intéressante qui est relativement facilement vérifiable.

Sur cette base, cela mérite certainement plus d'attention.

Réf : arxiv.org/abs/1210.0168 : Le temps dans la cellule : un rôle plausible pour la membrane plasmique

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