La biologie a ses propres règles sur le comportement et l'évolution de la nature. Désormais, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud (USC) souhaitent en ajouter un nouveau appelé « Instabilité sélectivement avantageuse » (SAI), qui explore comment l'instabilité peut réellement bénéficier à une cellule et à un organisme cellulaire.
Cette découverte inattendue révèle que les cellules prospèrent dans le chaos et remet en question l’hypothèse fondamentale selon laquelle la vie tend toujours vers la stabilité et la conservation des ressources. Comprendre ce mécanisme pourrait ouvrir de nouvelles voies pour explorer ces phénomènes biologiques.
Le paradoxe de l’instabilité avantageuse
L'étude, publiée dans la revue Frontiers in Aging (je mets le lien ici), présente un concept apparemment contre-intuitif : l’idée selon laquelle l’instabilité des composants biologiques tels que les protéines et les gènes peut en réalité favoriser la santé et la survie des cellules. Les chercheurs, dirigés par le biologiste moléculaire John Tours, ont observé que même les cellules les plus simples contiennent des enzymes qui dégradent et remplacent régulièrement les protéines et l'ARN, ce qui indique que le SAI est essentiel à la vie. Ce processus favorise le maintien à la fois d'un gène normal et d'une mutation génétique dans la même population de cellules, si le gène normal est favorable dans un état cellulaire et la mutation est favorable dans l'autre.
(A – C) Hexagones. (A) Coquille d'œuf de la drosophile. (B) Rayon de miel. (C) Glycogène.
(D-F) Spirales logarithmiques et modèles auto-répétitifs. (D) Fossiles d'ammonites. (E) Pomme de pin. (F) Brocoli romain. La découverte de SAI pourrait remettre en question ce modèle.
Diversité génétique et adaptation
L’instabilité de ces composants cellulaires permet une plus grande diversité génétique, ce qui peut rendre les organismes plus adaptables aux changements environnementaux. De plus, de nombreux composants cellulaires « préfèrent » une durée de vie courte, car cela contribue à promouvoir la santé cellulaire. Cela indique que le SAI dans ces composants est une fonction nécessaire en biologie.
Si nécessaire qu’elle mérite d’être désignée comme nouvelle « règle de la biologie ». Aussi parce qu'elle émerge dans d'autres concepts bien connus, comme la théorie du chaos et les idées de « conscience cellulaire ». Vive l’instabilité, alors ? Mmmm.
Le revers de la médaille : vieillissement et maladie
L’instabilité en biologie a aussi ses inconvénients. Ce processus de mutation exigeant en énergie peut introduire des cellules nocives qui contribuent au vieillissement, ainsi qu’induire d’autres types de dommages et de dysfonctionnements. Le SAI a un coût pour le réplicateur en termes d'énergie et/ou de matériaux, et ce coût est en termes de promotion du vieillissement.
Le vieillissement s'est avéré difficile à définir, mais la plupart des définitions incluent un risque accru de décès et une diminution de la capacité de reproduction avec l'âge. Comprendre le rôle de l'instabilité dans ces processus pourrait fournir de nouvelles informations sur la manière dont contrecarrer les effets négatifs du vieillissement et des maladies liées à l’âge.
Implications et perspectives d’avenir pour la biologie
La découverte de l’instabilité sélectivement avantageuse (SAI) ouvre de nouvelles perspectives fascinantes pour la recherche biologique et médicale. Si l’instabilité peut favoriser l’adaptation et l’évolution, elle peut d’un autre côté contribuer à des processus nocifs pour l’organisme. Sans parler des implications dans des domaines apparemment éloignés de la biologie, comme l’intelligence artificielle et la conception de systèmes complexes. Si l’instabilité peut être avantageuse pour les cellules, pourrait-elle également l’être pour d’autres types d’« organismes » artificiels ? Ce paradoxe de la biologie pourrait inspirer de nouvelles approches pour créer des systèmes adaptatifs et résilients.
Une nouvelle compréhension de la vie
L’idée selon laquelle le chaos et l’instabilité peuvent être non seulement tolérés, mais même bénéfiques pour les organismes vivants, remet en question toutes nos croyances et ouvre de nouveaux horizons conceptuels. La leçon la plus profonde que nous puissions tirer de cette découverte est que la vie est bien plus complexe et surprenante que nous le pensions. Les « règles » que l’on tente d’imposer à la nature sont toujours des approximations, des généralisations qui ne captent qu’une partie de la réalité. Et chaque nouvelle découverte, comme celle-ci, nous rappelle qu’il y a toujours quelque chose de nouveau à apprendre, un paradoxe à explorer, un mystère à révéler.
Qui sait quelles autres surprises l’avenir nous réserve, quelles autres « règles » devront être réécrites ou intégrées. La seule certitude est que la science continuera à explorer, à questionner et à remettre en question. Et nous, grâce à cela, continuerons à nous émerveiller et à apprendre.
