Construction de cellules primitives sensibles aux stimuli – ResponCell

Bien qu'elles soient des unités de vie autonomes, les cellules ne vivent pas en vase clos. La perméabilité sélective de leur membrane assure leur survie à travers des mécanismes biologiques permettant la régulation du transport actif des solutés, le traitement des informations reçues par l’environnement et la communication inter-cellulaire. En revanche, sur la Terre primitive, ce seraient des membranes non-sélectivement perméables et formées par autoassemblage spontané d’amphiphiles prébiotiques qui auraient permis la diffusion passive de tout soluté polaire ou ionique. Ce n’est qu’à un stade ultérieur de l'évolution que des membranes composées de lipides plus complexes seraient apparues pour promouvoir la formation de gradients chimiques nécessaires aux processus sensoriels, au transport de métabolites et à la synthèse de molécules à haute énergie telles que l'ATP. Par conséquent, les transporteurs et transducteurs prébiotiques auraient été indispensables à toute cellule primitive (ou protocellule), pour réguler l'absorption des nutriments et l'élimination des déchets, et établir un réseau de communication cellulaire primitif.
Mon projet vise à construire des communautés de protocellules capables de maintenir les échanges transmembranaires. Tout d’abord, j’explorerai l’espace de diversité chimique prébiotique afin de concevoir des modules plausibles à base de peptides et capables de moduler le trafic transmembranaire d’une façon active, contrôlée et sélective. En parallèle, j’approfondirai nos connaissances sur la façon dont les protocellules fonctionnalisées auraient pu entraîner des réactions chimiques en réponse à des stimuli environnementaux. J'exploiterai alors ces données pour construire des protocellules sensibles aux stimuli et dotées de fonctionnalités semblables à celles de la vie, en délimitant davantage la trajectoire qui relie la chimie prébiotique à la biologie moderne.