Depuis quelques années, les biologistes cherchent à acquérir une vue globale du monde vivant en essayant de comprendre comment l'activité des grandes fonctions cellulaires est ajustée afin de permettre la survie et une croissance optimale des cellules, même dans des conditions nutritionnelles extrêmes. Les chercheurs de l'INRA et du CNRS viennent de montrer par des méthodes génétiques que, chez la bactérie modèle
Bacillus subtilis, le métabolisme central carboné (qui produit de l'énergie à partir des aliments) et la réplication (qui synthétise l'ADN), deux fonctions cellulaires centrales dans les domaines de la nutrition et de l'hérédité, sont étroitement liés. Le détail des travaux est publié le 16 mai 2007 dans
PLoS ONE.
Représentation d'une section de la double hélice d'ADN Le lien mis en évidence par les chercheurs implique l'activité d'une petite région du métabolisme central carboné (les réactions terminales de la glycolyse qui dégrade les sucres) et certaines enzymes de la machinerie assurant la synthèse de l'ADN. Ce lien dépendrait de signaux métaboliques, émis en fonction de l'activité de la région métabolique identifiée, qui seraient perçus, directement ou indirectement, par les enzymes de réplication. Ceci aurait pour conséquence d'ajuster la vitesse de la synthèse de l'ADN et la stabilité de la machinerie réplicative à la richesse du milieu nutritif et donc à la vitesse de croissance des cellules.
Les enzymes du métabolisme central carboné, essentielles et fortement conservées chez les êtres vivants, des plus simples aux plus complexes, auraient donc à la fois un rôle métabolique et un rôle régulateur. Ces résultats, obtenus chez des bactéries, sont à rapprocher d'observations faites sur les organismes supérieurs, reliant le métabolisme des sucres à la transcription, l'apoptose (la mort programmée des cellules) et l'influx nerveux, afin d'ajuster l'activité de grandes fonctions biologiques à la richesse du milieu environnant.
En plus d'un intérêt fondamental majeur, le lien métabolisme/réplication pourrait également avoir un impact médical puisque les événements précoces de la cancérogenèse, incluant généralement une dérégulation de la glycolyse (l'effet Warburg) et une diminution de la fidélité de la réplication et de la stabilité de l'ADN, pourraient impliquer des perturbations dans la relation métabolisme/réplication.