LES EXTRAITS DE LA REVUE SCIENTIFIQUE

LA VIE DE LA CELLULE PAR

J E A N B R A C H E T

Professeur ù l'Université de Bruxelles.

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FONDEE EN 1863

EXTRAIT nu N" 33i:t, SEPTEMBRE-OCTOBRE 1951, FASCICULE r, DE LA 89' AN\'ÉE DE LA R E V U E S C I E N T I F I Q U E , PAGES 279 A 2S(i

PUBLIÉS PAR « LES EDITIONS DE LA REVUE SCIENTIFIQUE » 5 9 1 . 4 = = = = ^ = = = ^ = = = ^ . = = ~ =

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XELLES-UNIVERSITE

LA VIE DE LA CELLULE

LA VIE DE LA CELLULE

P A R

JEAN BRACHET

DEPUIS la découver te d e la cel lule, dans les deux règnes a n i m a l et végétal , d ' i n n o m b r a b l e s t r avaux o n t eu p o u r ob je t d 'en fa i re u n e

desc r ip t ion aussi exacte et déta i l lée que possible. L ' emplo i de procédés d ' ana lyse p h y s i q u e , s u r t o u t d a n s le d o m a i n e op t ique , d ' u n p e r f e c t i o n n e m e n t sans cesse c ro i ssan t , a c e r t a i n e m e n t appo r t é des con t r i bu ­t ions capi ta les à nos conna i s sances su r la morphologie cellulaii 'e (u t i l i sa t ion de la m i c r o s c o p i e à fond no i r , d u m i c r o s c o p e à cont ras te de p h a s e , des mic roscopes à u l t ra -v io le t , po l a r i s an t , é l ec t ron ique , etc.) . 11 n ' en reste pas m o i n s vra i que n o u s n e p o u v o n s espérer c o m p r e n d r e ce q u i se passe au sein de la cellule, c 'est à -d i re ana lyse r son f o n c t i o n n e m e n t , sa physio­logie, q u ' e n a y a n t recours é g a l e m e n t aux mé thodes de la b i o c h i m i e . Or, p e n d a n t de t rop hii igues années , la b i o c h i m i e ne s'est p réoccupée q u e d ' ana lyse r les c o n s t i t u a n t s de l ' o r g a n i s m e v i v a n t et de c o m p r e n d r e les c h a n g e m e n t s q u e ces c o n s t i t u a n t s subissent ( leur m é t a b o l i s m e ) sous l ' i n f luence d ' e n z y m e s spécil iques, sans c h e r c h e r à p réc i se r si ces enzymes sont localisés d a n s des r ég ions pa r t i cu l i è res de la cel lule.

Ce n 'es t en elfet q u e d e p u i s u n e dizaine d ' années que les b ioch imi s t e s se sont in téressés à la sépara t ion des d ivers c o n s t i t u a n t s de la cel lule , et à l eu r ana lyse . Ac tue l l emen t , de n o m b r e u x c h e r c h e u r s s ' a t t achen t à ces p r o b l è m e s , et des ho r i zons vastes et n o u v e a u x s ' o u v r e n t à nous . La poss ib l i l i té d ' i so ler , en quan t i t é s i m p o r t a n t e s , des n o y a u x ce l lu la i res pa r exemple , p e r m e t d ' a t t a q u e r e d i c a c e m e n t des ques t ions qui d e m e u r a i e n t des é n i g m e s complè tes . Nous assis tons à la na i s sance d ' u n e science nouvel le , la biochimie cellulaire, à laquel le il est p e r m i s de p réd i r e u n déve­l o p p e m e n t cons idé rab le dans les p r o c h a i n e s années .

Avan t l ' appa r i t i on de ces t e c h n i q u e s , su r lesquel les n o u s r e v i e n d r o n s p lus loin , l ' ana lyse c h i m i q u e de la cel lu le se l im i t a i t à l ' u t i l i sa t ion de t echn iques cylo-chimitjues. 11 s 'agi t là de l ' app l i ca t ion à la cellule, g é n é r a l e m e n t tuée au préa lab le , de réac t ions c h i m i ­ques colorées des t inées à déceler cer ta ins cons t i tuan t s . Ces t e c h n i q u e s se h e u r t e n t s o u v e n t à de grosses dif l icul tés , ma i s elles f o u r n i s s e n t des r ense ignemen t s d ' u n e i m p o r t a n c e cons idé rab le d a n s de n o m b r e u x

cas. C'est a ins i q u e la dé tec t ion d u g lycogène , des proté ines ou des ac ides n u c l é i q u e s est f a c i l e m e n t réalisable au n i v e a u des p l u s peti tes pa r t i cu le s q u e nous révèle le m i c r o s c o p e .

Ces m é t h o d e s c y t o c h i m i q u e s sou f f r en t c e p e n d a n t t rop souven t d 'ê t re e s sen t i e l l emen t s ta t iques . Elles nous r e n s e i g n e n t s u r la localisation de ce r t a ines substances au sein de la cel lule , au m o m e n t où n o u s la t uons ; tou te fo i s elles n e n o u s d isent r i en su r les c h a n g e m e n t s q u a n t i t a t i f s q u e ces subs tances sub i s sen t p e n d a n t la vie de la ce l lu le . Si n o u s v o u l o n s a l ler plus loin encore , c o m p r e n d r e p a r exemple le rô le d u noyau d a n s la vie ce l lu la i re , n o u s dev rons nécessa i re­m e n t c o m b i n e r tous les m o y e n s d ' ana lyse d o n t n o u s d isposons ; m a i s il ne n o u s suff i ra pas de préc i se r , par des m é t h o d e s c y t o c h i m i q u e s ou pa r l ' i s o l e m e n t des cons t i t uan t s de la cel lule , que le noyau c o n t i e n t tel ou tel enzyme . Nous devons viser p l u s lo in et essayer de su ivre les c h a n g e m e n t s c h i m i q u e s q u i se p rodu i sen t dans u n e ce l lu le q u e n o u s avons p r ivée de son n o y a u . La chose n ' e s t m a l h e u r e u s e m e n t pas encore t e c h n i q u e m e n t réa l i sable d a n s le cas d ' u n e cellule o r d i n a i r e , ma i s elle est p a r f a i t e m e n t fa isable lo r squ 'on s 'adresse à u n o r g a n i s m e un ice l l u l a i r e de g rande taille. Nous p o u v o n s d o n c d é s o r m a i s su iv re q u a n t i t a t i v e m e n t le m é t a b o l i s m e de f r a g m e n t s nuc léés et énucléés de tels o r g a n i s m e s , grâce à l ' e m p l o i des méthodes d ' ana lyse e x t r ê m e m e n t sensibles ( souven t appelées m é t h o d e s hislochimiqiies) qu i on t été déve­l o p p é e s p a r LiNDKusTnoM-LAiNG & IIOLTER, a u D a n e m a r k .

Nous a l lons , d a n s cette brève esquisse de nos connaissances ac tue l les s u r la vie de la cel lule , passer succes s ivemen t en r e v u e les p r i n c i p a u x p o i n t s qui v i e n n e n t d 'ê t re m e n t i o n n é s . Après u n rappe l s o m m a i r e de la m o r p h o l o g i e de la cel lule , n o u s e x a m i n e r o n s les p r i n c i p a u x résul ta ts f o u r n i s p a r l ' app l ica t ion des m é t h o d e s de la c y t o c h i m i e et de la b i o c h i m i e ce l lu la i re ; n o u s t e r m i n e r o n s p a r u n examen de nos conna i s sances , encore bien f r a g m e n ­taires, su r le rô le d u n o y a u dans la cel lule , à la l umiè re de d o n n é e s f o u r n i e s pa r l ' app l i ca t ion des méthodes h i s t o c h i m i q u e s à des f r a g m e n t s d ' o rga ­n ismes un ice l lu l a i r e s .

2 8 0 1>A V I E D E L A C E L L U L E

I. - RAPPEL SOMMAIRE

DE LA MORPHOLOGIE CELLULAIRE.

On sait q u e toute cellule est cons t i tuée p a r un n o y a u e n t o u r é de cy top lasme ; celui-ci est dé l imi t é p a r u n e membrane d o n t n o u s c o m m e n ç o n s à entre­vo i r la s t r uc tu r e à l 'échel le molécu la i re et d o n t les p rop r i é t é s phys io log iques , la pe rméab i l i t é n o t a m ­m e n t , son t de mieux en m i e u x connues .

La m a j e u r e par t ie d u cy top la sme est d é p o u r v u e de t ou t e s t r uc tu r e visible au mic roscope o r d i n a i r e et elle est f o r m é e d ' u n gel t r a n s p a r e n t , Vhyaloplasme. On a de b o n n e s r a i sons de penser q u e cet h y a l o p l a s m e n 'es t pas de n a t u r e h o m o g è n e et qu ' i l doi t posséder u n e s t r u c t u r e complexe à l 'échel le molécu la i r e ; sans dou te est-il t raversé pa r u n e t r a m e de molécu les p ro t é iques f ibreuses , f o r m a n t les mai l les d ' u n réseau et cons t i ­t u a n t u n vér i table cytosquelelle.

Quoi qu ' i l en soit, l ' h y a l o p l a s m e con t i en t en suspen­s ion d ' i n n o m b r a b l e s g r a n u l a t i o n s de tou tes tail les ; p a r m i ces enclaves, deux catégories de par t i cu les m é r i t e n t u n e men t ion par t i cu l iè re : ce son t les milo-chondries et les microsomes. Les m i t o c h o n d r i e s sont c o n n u e s depu i s bien l o n g t e m p s des cytologis tcs ; il s ' ag i t de g r a n u l e s ou de bâ tonne t s , a i s é m e n t visibles au mic roscope , su r tou t après u n e co lora t ion vi ta le au ver t j a n u s . Les mic rosomes son t b e a u c o u p p lus peti ts et on ne peu t les apercevoi r que pa r la mic roscop ie s u r fond n o i r ou la mic roscop ie é l ec t ron ique ; ce son t des g r a n u l e s d o n t la tai l le ne dépasse pas i / 5 de m i c r o n ( i m i c r o n = i / i o o o m m ) et qu i se t r o u v e n t d o n c au-dessous de la l imi t e de réso lu t ion d u mic ros ­cope o r d i n a i r e (la tail le des m i t o c h o n d r i e s var ie , au con t r a i r e , en t re o,5 et 2 m ic rons ) . Ces m i c r o s o m e s se vo ien t c ependan t su r les p r é p a r a t i o n s colorées pa r les m é t h o d e s uti l isées c o u r a m m e n t pa r les cytologis tcs ; il f ixent en effet, avec énergie , les co lo ran t s bas iques (le b leu de mé thy lène ou le b leu de t o l u i d i n e par e x e m p l e ) ; ce se ron t donc les m i c r o s o m e s qui se ron t r esponsab les du gros, voi re de la total i té, de la basopliilie c y t o p l a s m i q u e . Souven t ces pet i ts g r a i n s basophi les s ' a c c u m u l e n t à la péri j) l iérie d u n o y a u , et on a voulu en d é d u i r e qu ' i l s seraient sécrétés p a r ce d e r n i e r .

A j o u t o n s q u e les m i t o c h o n d r i e s et les m i c r o s o m e s sont loin d 'ê t re les seules enclaves p résen tes dans l ' h y a l o p l a s m e ; on y r e n c o n t r e aussi des gout te le t tes gra isseuses , des gra ins de g lycogène ou d ' a m i d o n , ou encore des s t ruc tures m o i n s b ien déf inies , c o m m e l ' appa re i l de GOLGI et des vacuoles colorables vita-l e m e n t au rouge neu t re . Mais l eu r i m p o r t a n c e , p o u r la vie ce l lu la i re , semble secondai re et il s ' ag i t là, le ])lus souven t , de substances de réserve q u e la cel lule a c c u m u l e .

Passons m a i n t e n a n t au noyau. Il est, lui aussi , l im i t é jiar u n e m e m b r a n e d o n t la mic roscop ie élec­

t r o n i q u e c o m m e n c e à n o u s révéler la s t r uc tu r e i n t i m e . A l ' i n t é r i eu r d u noyau on observe que lques v o l u m i n e u s e s sphéru les , les nucléoles, b a i g n a n t dans u n gel h o m o g è n e . Lorsque la cellule est tuée, ce gel se t r a n s f o r m e en u n réseau a u q u e l on d o n n e le n o m de réseau de ehromaline, en ra i son de son aff ini té cons idé rab le p o u r les co lo ran t s bas iques . Notons en pa s san t que les nucléoles sont é g a l e m e n t basophi les et q u e n o u s r e n c o n t r o n s donc dans la cel lule t ro is s t ruc tu re s basoph i l e s p r inc ipa le s : la c h r o m a t i n e et les nucléoles localisés dans le n o y a u , les m i c r o s o m e s répar t i s d a n s le cy top lasme .

On sait q u ' a u m o m e n t de la d iv is ion cel lu la i re , des filaments carac tér i s t iques p a r l e u r n o m b r e et l eu r f o r m e , les chromosomes, s ' i nd iv idua l i s en t au sein de la c h r o m a t i n e . On a d m e t g é n é r a l e m e n t que ces c h r o m o s o m e s préex is ten t déjà dans le noyau au repos ; ils y gonf l e ra i en t pa r h y d r a t a t i o n et s 'acco­le ra ien t si i n t i m e m e n t qu ' on n e p o u r r a i t p lus les d i s t i ngue r les u n s des aut res . 11 f a u t c e p e n d a n t recon­na î t r e que , j u s q u ' à présent , a u c u n e d é m o n s t r a t i o n p e r e m p t o i r e de la pers i s tance des c h r o m o s o m e s d a n s le n o y a u au repos n 'a encore été f o u r n i e . Au cou r s de ces de rn iè res années , MIRSKY & Ris, aux Etats-Unis , son t b ien p a r v e n u s à isoler des n o y a u x cel lula i res et, en les é c r a san t p a r des procédés b r u t a u x , à les r é d u i r e à l 'é ta t de filaments r e s s e m b l a n t à des ch ro ­m o s o m e s ; ma i s , p o u r b e a u c o u p de c h e r c h e u r s , ces c h r o m o s o m e s isolés ne sera ient que des f r a g m e n t s de n o y a u x f o r t e m e n t étirés au cou r s des m a n i p u l a t i o n s a u x q u e l s ils o n t été soumis .

Nous p o u v o n s m a i n t e n a n t passer à l ' e x a m e n des p r i n c i p a u x résu l ta t s qu i on t été o b t e n u s en é t u d i a n t les c o n s t i t u a n t s cel lula i res , après les avo i r extrai ts de la cel lu le et les avoi r séparés les u n s des au t res . Ces é tudes o n t s u r t o u t por té su r les m i t o c h o n d r i e s , les m i c r o s o m e s et les n o y a u x .

II. — ÉTUDE BIOCHIMIQUE

DES CONSTITUANTS CELLULAIRES ISOLÉS.

Le p r i n c i p e de la m é t h o d e ut i l i sée p o u r sépare r les u n s des au t res les d ivers cons t i t uan t s ce l lu la i res est s i m p l e : ap rès u n b royage très-fin de l ' o r g a n e ( h o m o ­géné isa t ion) s u s p e n d u d a n s u n mi l i eu a p p r o p r i é ( so lu t ions sal ines , saccharose i so ton ique , etc.) , on p rocède à u n e série de c e n t r i f u g a t i o n s à des vitesses b ien cont rô lées . Les n o y a u x , souven t c o n t a m i n é s p a r des débr i s ce l lu la i res gross iers o u m ê m e pa r des cel lules d e m e u r é e s intactes , se s é d i m e n t e n t dé jà à fa ible vitesse ; les m i t o c h o n d r i e s ex igen t , p o u r l eu r c e n t r i f u g a t i o n , des vitesses déjà p lus élevées (3ooo tours à la m i n u t e p e n d a n t u n e d iza ine de m i n u t e s ) ; enf in les m i c r o s o m e s n e se déposen t q u e l e n t e m e n t d a n s u n e u l t r a - c e n t r i f u g e u s e , t o u r n a n t e n t r e 20000 et

L A V I E D E L A C E L L U L E 2 8 1

5oooo t o u r s / m i n u t e . P o u r évi ter les a l té ra t ions que les pa r t i cu les p o u r r a i e n t s u b i r au cours de leur pré­p a r a t i o n , il est essentiel d ' o p é r e r c o n s t a m m e n t à basse t e m p é r a t u r e . Des lavages répétés sont néces­saires p o u r ob t en i r des p r é p a r a t i o n s h o m o g è n e s , et il i m p o r t e de con t rô le r , p a r l ' e m p l o i de co lorants , le degré de pu re t é des c o n s t i t u a n t s isolés.

En t r ava i l l an t d a n s les c o n d i t i o n s q u i v i e n n e n t d 'ê t re ind iquées , il est poss ible de p r é p a r e r des mi to­chond r i e s , des m i c r o s o m e s et des n o y a u x , à p a r t i r de n o m b r e u x organes . P o u r des r a i s o n s de c o m m o d i t é t e c h n i q u e , c 'est s u r t o u t le foie q u i a servi de matér ie l de dépa r t . Mais les p rop r i é t é s f o n d a m e n t a l e s des cons t i t uan t s ce l lu la i res isolés en p a r t a n t d 'o rganes t rès-divers , p r o v e n a n t des espèces les p l u s variées, ne pa ra i s sen t pas b ien d i f férentes . Il do i t d o n c exister u n e sorte de (( p l an géné ra l » d a n s la compos i t ion c h i m i q u e et les f o n c t i o n s des p r i n c i p a u x cons t i t uan t s ce l lu la i res .

Voyons m a i n t e n a n t , de f açon s o m m a i r e , quelles son t les p ropr i é t é s essentiel les des d iverses f rac t ions q u e n o u s d o n n e la c e n t r i f u g a t i o n des débr i s cel lu­la i res . Si n o u s c o m m e n ç o n s p a r les milochortdries, n o u s v o y o n s qu ' i l s 'agi t de pa r t i cu le s complexes , r i ches s u r t o u t en p ro té ines et en l ip ides . Ce qu i les carac tér i se de m a n i è r e spéci f ique , c 'est l ' abondance des enzymes respiratoires. C'est , en effet, au n iveau des m i t o c h o n d r i e s que se d é r o u l e n t les oxyda t ions ce l lu la i res qu i f o u r n i s s e n t à la cel lule l ' énerg ie don t elle a beso in . L 'oxyda t ion c o m p l è t e des g lucides et des ac ides gras , en pa r t i cu l i e r , est réa l isable pa r les m i t o c h o n d r i e s isolées, à l ' exc lus ion de tou t au t re c o n s t i t u a n t de la cel lule .

On sai t , à l ' h e u r e actuel le , que , p o u r effectuer sa c ro i s sance ou des synthèses , la cel lule n e p e u t ut i l i ­ser d i r e c t e m e n t l ' énerg ie l ibérée p a r les oxyda t ions ce l lu la i res ; la source p r inc ipa l e , peu t -ê t re u n i q u e , d ' éne rg ie , p o u r les m é c a n i s m e s de syn thèse , est l'acide adénosinetriphosphorique ( Â Ï P ) . Cette i m p o r t a n t e subs­t ance est u n composé f o r m é p a r u n e base p u r i q u e ( l ' adén ine) , u n sucre à 5 a tomes de c a r b o n e (le ribose) et de l ' ac ide p h o s p h o r i q u e . Mais l 'ATP con t i en t n o n pas I m a i s 3 molécu les d ' ac ide p h o s p h o r i q u e , et sa f o r m u l e p o u r r a d o n c être s chéma t i s ée de la façon su ivan t e : Adénine — Ribose — Acide phosphorique

l Acide phosphorique Acide phosphorique.

On cons ta te que les cel lules son t capab les de l ibérer f a c i l e m e n t les 2 molécu les t e r m i n a l e s d ' ac ide phos ­p h o r i q u e ; cette réac t ion f o u r n i t u n e quan t i t é de c h a l e u r cons idé rab le . C'est p o u r q u o i on di t que les l i a i sons u n i s s a n t ces 2 molécu les de p h o s p h a t e sont riches en énergie (elles son t schémat i sées p a r le s igne

su r la f o r m u l e ci-dessus). Au con t r a i r e , la l iaison

entre le r ibose et l ' ac ide p h o s p h o r i q u e est u n e l i a i son d ' u n type o r d i n a i r e , p a u v r e en énerg ie .

Dans l ' é ta t ac tue l de nos conna i s sances , c 'est t ou ­j o u r s la r u p t u r e de ces l ia i sons r iches en é n e r g i e de l 'ATP q u i f o u r n i t à la cel lule l ' énerg ie nécessa i re p o u r lu i p e r m e t t r e d ' e f fec tuer ses d iverses f o n c t i o n s (division ce l lu la i re , c ro i ssance , synthèses , c o n t r a c t i o n m u s c u l a i r e , d é p l a c e m e n t s , etc.) . Mais, p o u r q u e ces fonc t ions se p o u r s u i v e n t , il fau t é v i d e m m e n t q u e l 'ATP se r e syn thé t i s e à m e s u r e qu ' i l s ' h y d r o l y s e . Cette s u b s t a n c e est en effet u n vér i table accumulateur d'énergie, et t o u t s ' a r rê te l o r sque la batterie est à plat, c'est-à-dire l o r s q u e l 'ATP, a y a n t p e r d u ses 2 m o l é c u l e s t e rmina les de p h o s p h a t e , s 'est t r a n s f o r m é en ac ide adény l ique ( a d é n i n e — r i b o s e — acide p h o s p h o r i q u e ) .

Le rô le des m i t o c h o n d r i e s sera de r e c h a r g e r c o n t i n u e l l e m e n t l ' a c c u m u l a t e u r d ' éne rg ie . Il y a u r a c o n s t a m m e n t u n couplage en t r e les o x y d a t i o n s ce l lu­laires, p r o d u c t r i c e s d ' éne rg ie , et la f ixa t ion de p h o s ­pha te s u r l ' ac ide a d é n y l i q u e , p o u r r e c o n s t i t u e r l 'ATP. T r è s - s c h é m a t i q u e m e n t , n o u s p o u r r o n s i n d i q u e r ces deux réac t ions opposées de la façon s u i v a n t e :

Acide adénylique + 2 acide phosphorique

-I- énergie des oxydations cellulaires —>• ATP.

ATP —>• Acide adénylique •+- 2 acide phosphorique

-h énergie utilisable par la cellule.

La p r e m i è r e de ces deux réac t ions est l ' a p a n a g e des m i t o c h o n d r i e s , et c 'est d o n c à l eu r n iveau q u e se f e r o n t n o n - s e u l e m e n t les o x y d a t i o n s cel lula i res m a i s e n c o r e leur c o u p l a g e à des p h o s p h o r y l a t i o n s ( f ixa t ion de p h o s p h a t e i n o r g a n i q u e bana l , p o u r r e c o n s t i t u e r les l iaisons r i ches en éne rg ie de l 'ATP).

Les p rop r i é t é s des microsomes son t b ien d i f fé ren tes . Ces pa r t i cu le s son t p a u v r e s en enzymes , n o t a m m e n t en f e r m e n t s r e sp i ra to i res , ma i s elles se s i g n a l e n t p a r u n e t e n e u r élevée en u n e a u t r e subs tance i m p o r t a n t e , l 'acide ribonucléique. Il s 'agi t là d ' u n co rps a p p a r e n t é à l 'ATP. On y r e t rouve de l 'ac ide p h o s p h o r i q u e , d u ribose et des bases azotées ; m a i s l 'édifice est b e a u c o u p plus c o m p l e x e q u e d a n s l 'ATP, et le po ids m o l é c u l a i r e est c o n s i d é r a b l e m e n t p l u s élevé. Il se p e u t m ê m e qu ' i l existe en réal i té u n g r a n d n o m b r e d ' ac ides r i bonuc l é iques d i f fé ren ts les u n s des au t r e s p a r l eu r compos i t i on c h i m i q u e .

C'est cet ac ide r i b o n u c l é i q u e qu i , en r a i s o n de son caractère f o r t e m e n t ac ide , est r e sponsab le de l ' a f f in i té des m i c r o s o m e s p o u r les co lo ran t s bas iques , d o n c de leur basoph i l i e . Or il est b i en r e m a r q u a b l e q u ' i l existe u n pa ra l l é l i sme fo r t é t ro i t en t re la b a s o p h i l i e d u cy top lasme ce l lu la i re et son ap t i tude à synthétiser des protéines (BRACHET, CASPERSSO\) ; s e u l e s l e s c e l l u l e s

r iches en ac ide r i b o n u c l é i q u e p ré sen t en t u n e crois­sance act ive ou la capaci té de sécréter des p r o t é i n e s

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(pa r e x e m p l e , les g landes sécrétant la soie, chez les vers à soie, sont excep t ionne l l emen t r iches en acide r i b o n u c l é i q u e ) . 11 existe d o n c c e r t a i n e m e n t u n l ien , e n c o r e ind i s t i nc t ma i s su r lequel n o u s a u r o n s à r e v e n i r , e n t r e les m i c r o s o m e s et la syn thèse des p r o t é i n e s .

A j o u t o n s encore q u e la p résence d ' ac ide n u c l é i q u e est u n e carac té r i s t ique de toute cel lule o u de tou t c o n s t i t u a n t cel lulaire qu i est capable de se m u l t i p l i e r , d o n c de se r e p r o d u i r e iden t ique à l u i - m ê m e . 11 en est a ins i m ê m e p o u r des organismes e x t r ê m e m e n t pet i ts et s implif iés , les v i rus . Il existe, en fa i t , des r e s semb lances é tonnan tes en t re ce r t a ins v i r u s et les m i c r o s o m e s , aussi b ien q u a n t à l eu r ta i l le q u ' à l eu r c o m p o s i t i o n c h i m i q u e . Cette r e s semblance est telle q u ' o n p e u t l é g i t i m e m e n t se d e m a n d e r si les mic ro ­somes n e sera ient pas capables , c o m m e les v i rus , de se m u l t i p l i e r au sein de la cellule, et s ' i ls ne se ra i en t d o n c pas doués d ' un p o u v o i r d'autoduplication.

Passons enf in aux noyaux. 11 est m a l h e u r e u s e m e n t assez diff ici le de les isoler à l 'état p u r , sans r i sque r d ' a l t é r e r l eu r compos i t ion , mais on peu t c e p e n d a n t a f f i r m e r que , con t r a i r emen t à u n e idée p r é c o n ç u e qu i a eu c o u r s bien l o n g t e m p s p a r m i les cytologis tes , les n o y a u x ne son t pas spéc ia l emen t r i ches en e n z y m e s . En par t icu l ie r , les f e r m e n t s resp i ra to i res ne s 'y t r o u v e n t qu ' en faibles quan t i t é s , et il s emble d o n c b i en q u e le n o y a u ne puisse être u n cen t re d ' o x y d a t i o n s cel lulaires, au m ê m e t i t re q u e les mi to -c h o n d r i e s . ^ o u s v e r r o n s d ' a i l l eurs p l u s loin que d ' a u t r e s observa t ions p la iden t dans le m ê m e sens. Tou te fo i s , cer ta ines expériences récentes , de MIRSKY, i n d i q u e n t q u e c'est for t p r o b a b l e m e n t d a n s le n o y a u q u e se syn thé t i sen t cer ta ines subs tances i nd i spen ­sables a u f o n c t i o n n e m e n t des enzymes , les co-enzymes. A l ' i nve r se des enzymes e u x - m ê m e s , q u i s o n t de grosses molécules p ro té iques , les co-enzymes son t de pet i tes molécu les rés is tant à l ' ébu l l i t ion ; la p l u p a r t d ' e n t r e eux sont appa ren té s à l 'ATP et a u x acides n u c l é i q u e s , tou t en é tan t d ' u n e cons t i tu t ion c h i m i q u e p l u s s i m p l e q u e ces dern ie rs . Les n o y a u x é labore­r a i e n t d o n c ces co-enzymes, qu i d i f fuse ra i en t d a n s le c y t o p l a s m e et v iendra ien t act iver les e n z y m e s resp i ra ­to i res fixés a u x mi tochond r i e s ; mais n o u s i g n o r o n s e n c o r e si cette i m p o r t a n t e fonc t ion est l ' apanage des nuc léo les ou de la c h r o m a t i n e .

Cette de rn i è r e présente , en tou t cas, d ' in té ressan tes pa r t i cu l a r i t é s sur le p lan b i o c h i m i q u e . En effet la c h r o m a t i n e (ou les c h r o m o s o m e s auxque l s elle d o n n e na i s sance , lors de la d ivis ion cel lu la i re) se d i s t i n g u e de tous les autres cons t i tuan t s ce l lu la i res p a r sa t e n e u r en u n acide nuc l é ique pa r t i cu l i e r , Vacide désoxyribonucléique. Cet acide est bât i su r le m ê m e p l a n q u e l 'ac ide r ibonuc lé ique , q u e n o u s avons déjà r e n c o n t r é à propos des mic rosomes , m a i s il en di f fère

pa r la n a t u r e d u sucre et de l ' u n e des bases azotées qu i en t r en t d a n s la cons t i tu t ion des acides nuc lé iques . Cet acide d é s o x y r i b o n u c l é i q u e semble encore p lus complexe que l 'acide r i b o n u c l é i q u e d u cy top lasme ; il t end à f o r m e r d ' é n o r m e s molécules fibreuses d o n t le po ids mo lécu l a i r e peu t dépasser i m i l l i on . 11 n 'est pas imposs ib l e que , c o m m e le pense CHARGAFF, c h a q u e espèce a n i m a l e possède u n acide désoxyr ibo­nuc l é ique spéc i f ique .

Le rôle réel de cet acide désoxyr ibonuc lé ique , dans la vie ce l lu la i re , d e m e u r e encore obscur . Sans doute in te rv ien t - i l , d ' u n e m a n i è r e qu i nous échappe , dans la dup l i ca t i on des c h r o m o s o m e s , au cours de la divi­sion ce l lu la i re ; ca r il s emble q u e cette susb tance ne se syn thé t i se q u ' a u m o m e n t où la cel lule se divise, et qu 'e l le soit é t o n n a m m e n t s table dans la cellule au repos . De n o m b r e u x c h e r c h e u r s pensen t , à la suite de BoiviN & VEXDRELY, que la t e n e u r en acide d é s o x y r i b o n u c l é i q u e de c h a q u e cellule au repos serait cons tan te d a n s u n e m ê m e espèce a n i m a l e ; c 'est-à-dire que le n o y a u d ' u n e cel lule d u foie, pa r exemple , c o n t i e n d r a i t la m ê m e q u a n t i t é d 'ac ide désoxyr ibo­nuc l é ique q u e celui d ' u n e cel lule du re in , du coeur, de l ' in tes t in ou d u cerveau . Ce p o i n t de vue n 'est toutefois pas u n i v e r s e l l e m e n t a d m i s ; ma i s , s'il est exact, l ' ac ide dé soxy r ibonuc l é ique se c o m p o r t e r a i t de façon e n t i è r e m e n t d i f fé ren te de l 'acide r i bonuc l é ique p ré sen t d a n s les m i c r o s o m e s cy top la smiques . Nous avons vu , en effet, que la t eneu r en acide r i b o n u ­c lé ique des d ivers o rganes varie p r o f o n d é m e n t et qu ' i l existe u n e cor ré la t ion étroi te en t r e cette t eneu r et l ' ap t i t ude de la cel lule à syn thé t i se r des pro té ines . Il est ho r s de d o u t e qu ' i l n 'y a pas de l ien c o m p a r a b l e en t re la t e n e u r en acide dé soxy r ibonuc l é ique des n o y a u x et les syn thèses p ro té iques .

Mais n o u s voyons r éappa ra î t r e u n e corré la t ion lo rsque , a b a n d o n n a n t la c h r o m a t i n e . n o u s nous t o u r n o n s vers les nucléoles. Bien que ceux-ci soient , selon tou te appa rence , é laborés p a r la c h r o m a t i n e , ils c o n t i e n n e n t de Vacide ribonucléique, t ou t c o m m e les m i c r o s o m e s d u cy top lasme . C o m m e l 'a noté CASPERSSON, il existe, d ' u n e m a n i è r e t rès -généra le , u n r a p p o r t e n t r e la tai l le et la r ichesse en acide r ibo­n u c l é i q u e des nucléoles et les syn thèses pro té iques . En d ' au t r e s t e rmes , les cellules qu i é l a b o r e n t des pro­téines en a b o n d a n c e se d i s t i n g u e n t p a r des nucléoles v o l u m i n e u x , r i ches en acide r i b o n u c l é i q u e , et u n cy top l a sme ofi les m ic ro somes , é g a l e m e n t su rcha rgés en acide r i b o n u c l é i q u e , son t a b o n d a n t s .

Après cet e x a m e n s o m m a i r e des p r i n c i p a l e s carac­té r i s t iques b i o c h i m i q u e s des c o n s t i t u a n t s cel lulaires isolés, n o u s p o u v o n s passer à l ' e x a m e n des données qu i o n t été recuei l l ies en é tud i an t le c o m p o r t e m e n t d ' o r g a n i s m e s un ice l lu l a i r e s qu i on t été coupés en deux f r a g m e n t s ; l ' un des deux é tant néces sa i r emen t

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nucléé , a lors que l ' a u t r e sera d é p o u r v u en t i è r emen t de n o y a u , n o u s n o u s t r o u v e r o n s placés dans u n e s i tua t ion favorab le p o u r t e n t e r u n e ana lyse d u rôle du n o y a u dans la vie des cel lu les .

m . — LE RÔLE D U N O Y A U

D A N S LA CELLULE AU REPOS.

Les expér iences dé jà a n c i e n n e s et classiques de NûssBAUM, VERWORN, BALBIAM, etc. , on t m o n t r é que si l 'on coupe en deux des o r g a n i s m e s unice l lu la i res (opéra t ion de la mérotomie), le f r a g m e n t énucléé d e m e u r e capable d ' u n e su rv ie p lus ou m o i n s pro­longée ; ma i s il est i ncapab le de se d iv iser ou m ê m e de r é g é n é r e r la pa r t i e m a n q u a n t e . Ce son t ces expé­r iences de m é r o t o m i e q u i o n t c o n d u i t de n o m b r e u x c y t o l o g i s t e s à p e n s e r , à l a s u i t e d e LCEB e t d e WILSON,

que le n o y a u con t rô le ra i t les syn thèses cel lulaires, en c o n s t i t u a n t u n réservoi r d ' e n z y m e s ou u n centre d ' oxyda t i ons cel lula i res .

Si, à l ' h e u r e actuel le , on e x a m i n e ces hypothèses à la l u m i è r e de ce q u i a été d i t p lus hau t , su r la cons t i t u t ion c h i m i q u e des c o n s t i t u a n t s cellulaires isolés, on voit tou t de su i t e qu 'e l les on t pe rdu b e a u c o u p de leur v r a i s e m b l a n c e ; les n o y a u x isolés sont , en effet, r e l a t ivemen t p a u v r e s en enzymes pa r r a p p o r t au cy top lasme, s u r t o u t en ce qu i concerne les f e r m e n t s resp i ra to i res .

Passons m a i n t e n a n t à l ' é tude de que lques observa­t ions p l u s récentes s u r le rô le d u noyau , obtenues pa r le p rocédé p u r e m e n t b io log ique de la méro tomie , d a n s des o r g a n i s m e s suscept ib les d 'ê t re étudiés au p o i n t de vue b i o c h i m i q u e . Chez l'amibe, la méro tomie est su ivie d ' u n e surv ie p r o l o n g é e d u f r a g m e n t énucléé (2 s ema ines env i ron ) ; le f r a g m e n t énuc léé digère les pro ies qu ' i l avai t ingérées de f açon n o r m a l e , mais , au b o u t de que lques m i n u t e s d é j à , il se rou le en boule, cesse d ' a d h é r e r au ver re et, e n ra i son de son i m m o ­bi l i té , dev ien t i ncapab le d ' i n g é r e r de nouvel les proies . Des f r a g m e n t s nuc léés , m a i n t e n u s à j e û n , su rv iven t p e n d a n t 2 à 3 s e m a i n e s ; si o n l eu r f o u r n i t de quo i se n o u r r i r , ils se r é g é n è i e n t et se d iv i sen t r a p i d e m e n t .

Un a u t r e exemple in t é re s san t est celui d ' u n e a lgue un ice l lu l a i r e , Acelabularia mediterranea, qu i abonde s u r les rochers des côtes m é d i t e r r a n é e n n e s et qu i a été s o i g n e u s e m e n t é tudiée pa r UAMMERLING. Cet o r g a n i s m e peu t a t t e indre u n e tai l le de p l u s i e u r s cen t imèt res et il est cons t i tué , à l 'état adu l t e , de 3 par t ies : des racines r u d i m e n t a i r e s , les rh izo ïdes , q u i se fixent aux rochers et d o n t l ' u n e con t ien t le n o y a u ; celui-ci a t te int u n e tai l le cons idé rab le et il se s igna l e p a r u n nucléole é n o r m e , t rès- r iche en acide r i b o n u c l é i q u e . Au-dessus des rh izo ïdes se t r o u v e u n e t ige , q u i se t e r m i n e pa r u n (I c h a p e a u » en f o r m e d ' o m b r e l l e . Ce chapeau sert u l t é r i e u r e m e n t à la r e p r o d u c t i o n de l ' a lgue .

L e s e x p é r i e n c e s d e HAMMERLING o n t m o n t r é q u e s i

on coupe l ' o r g a n i s m e en deux , peu a v a n t la f o r m a t i o n d u c h a p e a u , les f r a g m e n t s i n f é r i eu r s , p o u r v u s d u n o y a u , r e c o n s t i t u e n t r a p i d e m e n t u n e a lgue c o m p l è t e ; mais les f r a g m e n t s énucléés son t capables d ' a m o r c e r aussi la f o r m a t i o n d ' u n c h a p e a u , qu i n ' a t t e i n t cepen­d a n t j a m a i s sa tai l le m a x i m u m . II est d o n c c la i r q u ' u n f r a g m e n t c y t o p l a s m i q u e séparé de son n o y a u n 'es t pas d é p o u r v u de tou te act ivi té s y n t h é t i q u e ; toutefois ces syn thèses finissent pa r s ' a r r ê t e r . II f au t dédu i re , de ces cons ta ta t ions , q u e le con t rô l e exercé pa r le n o y a u su r les syn thèses n 'es t pas i m m é d i a t , ma i s de n a t u r e ind i rec te .

Cette m ê m e conc lu s ion décou le de cu r i euses expé­r iences oîi HAMMERLING a greffé s u r u n e t ige énuc léée d'Acelabularia mediterranea les rh izo ïdes nuc léés d ' u n e a lgue d ' u n e espèce vois ine (Acelabularia crenulata) : on assiste d ' a b o r d à la r égéné ra t i on d ' u n c h a p e a u d u type medilerranea, qu i a cqu i e r t pe t i t à pet i t les carac­tères crenulata.

Signa lons encore qu ' i l est d é s o r m a i s b i en établi que si l ' on p r ive de son n o y a u u n œuf f é c o n d é de Batracien o u d ' O u r s i n , u n d é b u t de s e g m e n t a t i o n peu t ê t re o b t e n u ; on a r r ive m ê m e , d a n s les cas les p lus favorab les , à o b t e n i r des d iv i s ions successives c o n d u i s a n t à la f o r m a t i o n d ' e m b r y o n s p o s s é d a n t p lus i eu r s cen ta ines de cellules sans n o y a u x (b las tu-las) ; m a i s le d é v e l o p p e m e n t u l t é r i eu r , qu i i m p l i q u e d ' i m p o r t a n t s p h é n o m è n e s de syn thèse , ne se p r o d u i t pas. Notons en pa s san t q u e ces exemples de d iv i s ions en l ' absence totale de n o y a u , m a l g r é l eu r carac tère a n o r m a l , m o n t r e n t b ien qu ' i l c o n v i e n t d ' ê t r e p r u d e n t l o r squ ' on di t , c o m m e o n p e u t le vo i r d a n s de n o m ­breux t ra i tés de Biologie, q u e le but de la d iv i s ion cel lula i re est d ' a s su re r u n pa r t age égal de la c h r o m a -tine des n o y a u x , sous f o r m e de c h r o m o s o m e s , d a n s les cel lules filles.

Nous avons , au cours de ces de rn i è r e s années , essayé de préc iser , pa r u n e ana lyse biochimique q u a n ­ti tative, les n o t i o n s d é r i v a n t des expér iences c lass iques de m é r o t o m i e . Tou t d ' a b o r d , n o u s avons p u m o n t r e r que l ' é imc léa t ion d ' u n œuf de Grenou i l l e e n c o r e a t taché à l 'ova i re (oocyte) ne d i m i n u e pas sensible­m e n t sa r e sp i r a t i on . La c o n s o m m a t i o n d ' o x y g è n e des noyaux isolés de ces oocytes est d ' a i l l eu r s ex t r ême­m e n t fa ib le . Un résu l ta t a n a l o g u e a été o b t e n u p a r SHAPIRO, d a n s le cas de l ' œ u f d ' O u r s i n . Si, p a r u l t r a -c e n t r i f u g a t i o n , on sépare en deux f r a g m e n t s des œ u f s vierges d ' O u r s i n , l ' u n c o n t e n a n t le n o y a u et l ' au t re les m i t o c h o n d r i e s , on voi t q u e c'est le second qu i a la r e sp i r a t ion la p l u s élevée.

P lus r é c e m m e n t , n o u s avons c o m p a r é la respiration de f r a g m e n t s nuc léés et énuc léés d ' a m i b e s . P e n d a n t u n e d iza ine de j o u r s , la c o n s o m m a t i o n d ' o x y g è n e des deux types de f r a g m e n t s d e m e u r e s e n s i b l e m e n t

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i d e n t i q u e , b i en que les moi t iés énucléées so ient im­mobi l e s et q u e les f r a g m e n t s nuc léés se dép lacen t a c t i v e m e n t .

On p e u t en conc lu re que, c o n t r a i r e m e n t à l ' idée g é n é r a l e m e n t admise depuis LOEB, le n o y a u ne peu t cons t i t ue r le cent re p r i n c i p a l des oxyda t ions cellu­la i res ; celles-ci se d é r o u l e n t au n iveau des m i t o c h o n -dr ies , et le con t rô le q u e le noyau p o u r r a i t exercer su r elles do i t ê t re é t o n n a m m e n t lo in ta in .

Ces m ê m e s expér iences on t en ou t r e p e r m i s de p réc i se r que , c o m m e les mesures de la c o n s o m m a t i o n d 'oxygène au to r i sa i en t de le supposer , les f r a g m e n t s énuc léés d ' a m i b e s son t capables d 'u t i l i s e r l eurs réserves de g lycogène et de graisses. Ce n 'es t q u ' a p r è s de l o n g s j o u r s que cette u t i l i sa t ion se r a len t i t , p o u r deven i r i n f é r i e u r e à celle des moi t iés nucléées .

Mais les choses c h a n g e n t l o r squ ' on ana lyse le c o m p o r t e m e n t de l'acide ribonucléique, ca rac té r i s t ique des m i c r o s o m e s , dans les deux types de f r a g m e n t s . Les m é t h o d e s cy toch imiques de détec t ion de cet acide et les t e c h n i q u e s d ' u l t r a -mic rodosage c o n c o r d e n t p o u r m o n t r e r q u e la t eneu r en acide r i bonuc l é ique d e m e u r e s e n s i b l e m e n t cons tan te dans les f r a g m e n t s nuc léés . T o u t a u p l u s décèle-t on u n e d i m i n u t i o n len te d u n o m b r e des nucléoles , qui s ' appauvr i s sen t auss i en ac ide r i b o n u c l é i q u e ; mais , m ê m e lo r sque les f r ag ­m e n t s nuc l éés son t conservés à j e û n p e n d a n t 12 à i4 j o u r s , l eu r cy top la sme conserve u n e t e n e u r s e n s i b l e m e n t n o r m a l e en acide r i bonuc l é ique . I l n ' e s t d ' a i l l eu r s pas imposs ib le que les nucléoles c o n t r i b u e n t au m a i n t i e n de cette t eneu r cons tan te en ac ide r ibo­n u c l é i q u e des m i c r o s o m e s cy top la smiques ; en tou t cas, l ' ac ide r i bonuc l é ique de ces f r a g m e n t s nuc léés ne se c o m p o r t e n u l l e m e n t c o m m e u n e réserve ali­m e n t a i r e , à la façon d u g lycogène ou des enc laves graisseuses , p u i s q u ' i l ne d ispara î t pas au cou r s d ' u n j e û n e p r o l o n g é .

Mais on constate vite que les f r a g m e n t s énuc léés son t le siège de p h é n o m è n e s bien d i f férents . Si l eu r t e n e u r en ac ide r i bonuc l é ique se m a i n t i e n t c o n s t a n t e p e n d a n t 4 à 5 j o u r s , elle se met à baisser r a p i d e m e n t dès ce m o m e n t . En fai t , c 'est s ens ib l emen t au m o m e n t où les f r a g m e n t s énucléés cessent d 'u t i l i se r l eu r réserve de g lycogène qu ' i l s dev i ennen t incapab les de m a i n ­t en i r l eu r acide r i bonuc l é ique à son t aux n o r m a l . 11 en résu l te que , 10 à 12 j o u r s après l ' opé ra t i on , les f r a g m e n t s énucléés r e n f e r m e n t env i ron 3 fois m o i n s d ' ac ide r i b o n u c l é i q u e q u e les moi t iés nuc léées ; ils son t , au con t ra i r e , s ens ib lemen t p lus r i ches q u e ces d e r n i e r s en g lycogène .

On p e u t dédu i r e de ces observa t ions u n e série de c o n c l u s i o n s i m p o r t a n t e s . Tou t d ' abo rd , l ' ac ide r i b o n u c l é i q u e ne cons t i tue pas u n e s i m p l e réserve a l i m e n t a i r e , c o m m e le glycogène, p a r exemple , p o u r la cel lule ; ensu i te il appara î t c l a i r emen t q u e l ' é n u -

cléat ion a p o u r conséquence u n e c h u t e progress ive de la t e n e u r en acide r i b o n u c l é i q u e ; il en résulte d o n c que la présence du noyau est indispensable à la multiplication ou môme au simple maintien des micro­somes dans le cytoplasme. Ces par t i cu les d é p e n d e n t b e a u c o u p p l u s é t r o i t e m e n t de la p résence d u noyau q u e les m i l o c h o n d r i e s , p u i s q u e les oxyda t ions cellu­la i re catalysées p a r ces de rn iè res ne son t p r a t i q u e m e n t pas inf luencées p a r l ' énuc l éa t i on .

Nous v e n o n s d o n c de me t t r e le do ig t su r u n e alté­ra t ion p r o f o n d e de la b i o c h i m i e ce l lu la i re engendrée p a r l ' ab la t ion d u n o y a u . Mais cette a l t é ra t ion qui por te , rappe lons- le , su r les m i c r o s o m e s , n ' a p p a r a î t q u e de façon r e l a t i vemen t t a rd ive ; elle ne devient décelable que 5 à G j o u r s après l ' opé ra t ion , a lors que l ' énuc léa t ion e n t r a î n e dé jà en que lques m i n u t e s un ar rê t de la mot i l i t é et u n c h a n g e m e n t dans la f o r m e des amibes .

On doit être r e c o n n a i s s a n t à MAZIA & HIRSHFIELD d 'ê t re p a r v e n u s à déceler le seul c h a n g e m e n t b iochi ­m i q u e b r u s q u e a c t u e l l e m e n t c o n n u q u e p r o v o q u e l ' énuc léa t ion . Il s ' ag i t de la pénétration de phosphate dans les deux types de f r a g m e n t s . Les au t eu r s amér i ­ca ins on t p lacé , d a n s u n mi l i eu c o n t e n a n t d u phos­p h o r e radioact i f (^'^P), des a m i b e s coupées en deux depu i s 24 h e u r e s ; ils o n t consta té , à l ' a ide d ' u n c o m p t e u r de GEiGER-Mi iLLER, q u e la péné t r a t i on du radio- iso tope est, dès ce m o m e n t , r édu i t e à i / 3 de la n o r m a l e d a n s le f r a g m e n t énucléé . Des expér iences de con t rô le l eu r o n t app r i s , en ou t re , q u e ce résul ta t ne peu t ê t re d û à u n e a c c u m u l a t i o n d i rec te d u radio-p h o s p h o r e d a n s le n o y a u de l ' a m i b e , et qu ' i l n e s 'agit pas n o n p l u s d ' u n s i m p l e p h é n o m è n e de pe rméab i l i t é cel lula i re .

L e s c o n c l u s i o n s d e MAZIA & HIRSHFIELD o n t é t é

e n t i è r e m e n t con f i rmées et q u e l q u e peu é tendues pa r l ' u n e de nos co l labora t r i ces , D. THOMASON. Si on place des a m i b e s intactes d a n s u n mi l i eu c o n t e n a n t d u ̂ "̂ P et q u ' o n les c o u p e ensu i t e en deux , o n voi t que le r a p p o r t N / E , en t r e les f r a g m e n t s nuc léés et énuc léés , p o u r la p é n é t r a t i o n d u ^^P, est d ' e n v i r o n i , 3 5 . Ce r a p p o r t c o r r e s p o n d s e n s i b l e m e n t à ce lu i q u i existe en t re les v o l u m e s des d e u x types de f r a g m e n t s . Si, au con t ra i re , on c o u p e les a m i b e s en d e u x et si on les m e t en p résence de ̂ ^P dès q u e les f r a g m e n t s o n t p r i s l eu r f o r m e ca rac té r i s t ique , on ob t i en t u n r a p p o r t N / E de 2 ,5. La p é n é t r a t i o n de rad io- i so tope est d o n c très-f o r t e m e n t d i m i n u é e d a n s le f r a g m e n t énuc léé , dé jà que lques m i n u t e s ap rès l ' opé ra t i on . V ing t -qua t r e heures après celle-ci, le r a p p o r t N / E , en t re les deux types de f r a g m e n t s , s 'élève à 8, p o u r a t t e i nd re 17 au 6" j o u r et 20 au 9 ' j o u r après l ' opé ra t ion . A ce m o m e n t , la p é n é t r a t i o n d u ̂ '̂ P, dans les f r a g m e n t s sans n o y a u x , n ' a t t e i n t d o n c p l u s q u e 5°/„ de celle q u ' o n observe d a n s le cas des moi t iés nuc léées .

L A V I E D E L A C E L L U L E 2 8 5

On p e u t m o n t r e r a i s é m e n t q u e le r a d i o p h o s p h o r e es t i n c o r p o r é d a n s les d ive r s c o m p o s a n t s p h o s p h o r é s de la ce l lu le , dès q u ' i l y a p é n é t r é . Il ne s ' ag i t d o n c pas d ' u n s i m p l e c h a n g e m e n t de p e r m é a b i l i t é , et l ' on p e u t en c o n c l u r e q u e l ' é n u c l é a t i o n e n t r a î n e u n arrêt rapide des phosphorylalioiis, sans empêcher (es oxydations cellulaires ; en d ' a u t r e s t e rmes , u n f r a g m e n t é n u c l é é d e m e u r e capab l e d e r e s p i r e r n o r m a l e m e n t p e n d a n t l o n g t e m p s , m a i s il lu i est i m p o s s i b l e de s y n t h é t i s e r e n c o r e les l i a i sons p h o s p h o r é e s , r i ches en éne rg ie , c a r a c t é r i s t i q u e s de l 'ATP. C'est le couplage e n t r e les o x y d a t i o n s et les p h o s p h o r y l a t i o n s q u i est r a p i d e m e n t i n t e r r o m p u d a n s les f r a g m e n t s sans n o y a u x .

Or n o u s c o n n a i s s o n s u n e sé r ie de p o i s o n s q u i i n h i b e n t s p é c i f i q u e m e n t ce c o u p l a g e . Il s 'agi t , p a r e x e m p l e , d u d i n i t r o p h é n o l o u de l ' ac ide u s n i q u e , q u i n ' e n t r a v e n t en r ien la r e sp i r a t i on ce l lu la i re ; m a i s , t o u t c o m m e l ' é n u c l é a t i o n , ils e m p ê c h e n t l ' en t rée , d a n s la ce l lu le , du p h o s p h o r e rad ioac t i f et son i n c o r p o r a t i o n d a n s les l i a i sons p h o s p h o r é e s , r i ches en éne rg i e , i n d i s p e n s a b l e s à tou te b io syn thèse . Aussi ces p o i s o n s p r o v o q u e n t - i l s l ' a r r ê t r ap ide de ces syn thèses , de la c ro i s sance et d u d é v e l o p p e m e n t e m b r y o n n a i r e .

Le f r a g m e n t d a m i b e , p r i v é de son n o y a u , se c o m p o r t e d o n c e x a c t e m e n t c o m m e u n e cel lule emi)oi-s o n n é e p a r le d i n i t r o p h é n o l , i n c a p a b l e de réal iser la s y n t h è s e des l i a i sons p h o s p h o r é e s r i ches en éne rg ie . Ce p a r a l l é l i s m e d e v i e n t enco re p l u s a p p a r e n t l o r s q u e n o u s a u r o n s a j o u l é ( |ue si on p lace u n e a m i b e in tac te d a n s d u d i n i t r o p h é n o l ou si, m i e u x encore , on y i n j e c t e u n e pet i te q u a n t i t é de ce po i son , on voi t l ' o r g a n i s m e p r e n d r e r a p i d e m e n t l ' a spec t carac té­r i s t i q u e des f r a g m e n t s énuc léés . Les m o u v e m e n t s cessen t , l ' a m i b e ne se fixe p l u s au sol et elle p r e n d u n e f o r m e s p h é r i q u c , qu 'e l l e c o n s e r v e p e n d a n t p lu­s i eu r s j o u r s s ans m o u r i r .

Ces c o n s t a t a t i o n s j e t t e n t u n j o u r n o u v e a u s u r le rô le d u n o y a u d a n s la vie ce l lu l a i r e . Il i n t e rv i en t , d ' u n e m a n i è r e q u i d e m e u r e à é l u c i d e r , d a n s l ' i nd i s ­p e n s a b l e c o u p l a g e e n t r e les o x y d a t i o n s et les p h o s ­p h o r y l a t i o n s . Nous p e n s o n s , p o u r n o t r e pa r t , q u e le n o y a u est v r a i s e m b l a b l e m e n t le l ieu où se s y n t h é t i s e n t (les c o - e n z y m e s d i i fus ib l e s . q u i pa s sen t d a n s le cyto­p l a s m e et p e r m e t t e n t aux r n i t o c h o n d r i e s de réal iser le c o u p l a g e e n t r e les o x y d a t i o n s ce l lu la i res et les l ) h o s p h o r y l a t i o n s . Celle i n t e r p r é t a t i o n cadre pa r fa i l e -i n e n t avec t ou t e u n e sér ie d ' o b s e r v a t i o n s récentes , r ecue i l l i e s d a n s des d o m a i n e s e n t i è r e m e n t d i f f é r e n t s ; il s e r a i t c e p e n d a n t p r é m a t u r é de la c o n s i d é r e r c o m m e é tab l i e .

Il res te u n d e r n i e r p o i n t à c o n s i d é r e r : le con t rô le q u e le n o y a u exerce su r les synthèses, n o t a m m e n t celles des p ro t é ine s , est-il i m m é d i a t ? L 'ab la t ion d u

noyau en t r a îne - t - e l l e u n a r r ê t i n s t a n t a n é de ces syn ­thèses, o u b i en a v o n s - n o u s afifaire à u n m é c a n i s m e p l u s complexe ? On p o u r r a i t i m a g i n e r , p a r e x e m p l e , à la l u m i è r e de ce q u e n o u s v e n o n s de vo i r , q u e le n o y a u se con t en t e r a i t d ' a s s u r e r la s y n t h è s e de l i a i sons p h o s ­phorées r i ches en éne rg i e , d ' A T P p a r e x e m p l e ; ce lu i -c i serai t nécessa i re à la m u l t i p l i c a t i o n des m i c r o s o m e s , q u i c o n s t i t u e r a i e n t les vé r i t ab le s a g e n t s des s y n t h è s e s p ro l é iques . D a n s cet te h y p o t h è s e , les s y n t h è s e s n e s ' a r r ê t e ra i en t , d a n s u n f r a g m e n t énuc léé , q u e t a r d i ­v e m e n t , l o r s q u e sa t e n e u r en ac ide r i b o n u c l é i q u e se serai t f o r t e m e n t aba issée .

C'est af in d ' e s saye r de t r a n c h e r cet te q u e s t i o n q u e n o u s a v o n s a b o r d é t o u t r é c e m m e n t , avec n o t r e c o l l a b o r a t e u r CHANTRENNé, le p r o b l è m e des s y n t h è s e s p r o l é i q u e s d a n s des f r a g m e n t s nuc l éé s et é n u c l é é s d e l ' a lgue u n i c e l l u l a i r e Acelabularia méditerranea. Nous a v o 7 i s vu p l u s h a u t q u e cet o r g a n i s m e de g r a n d e tail le p e u t ê t re a i s é m e n t c o u p é en d e u x , et q u e si la r égéné ra t i on d u f r a g m e n t n u c l é é est r a p i d e et to ta le , celle d u f r a g m e n t é n u c l é é s ' a r r ê t e assez r a p i d e m e n t . C e p e n d a n t , la r é g é n é r a t i o n de ce f r a g m e n t é n u c l é é est lo in d ' ê t r e nég l igeab le , et ce seul fa i t la isse à p e n s e r qu ' i l do i t ê t re le s iège d ' u n e s y n t h è s e de p r o t é i n e s appréc iab le .

Nos expé r i ences o n t cons i s t é à s épa re r les Acelabu­laria en d e u x m o i t i é s , n u c l é é e et énuc léée , et à les p lacer , au b o u t de 9 à 38 j o u r s (la d u r é e de s u r v i e des f r a g m e n t s é n u c l é é s d'Acelabularia est en efl'et cons idé rab l e et p e u t a t t e i n d r e 3 moi s ) , en p r é s e n c e de C().. r ad ioac t i f , à la l u m i è r e . Du fa i t de la p h o t o ­syn thèse , le CO.J m a r q u é p a r le "C est i n c o r p o r é d a n s les ac ides a m i n é s , pu i s d a n s les p r o t é i n e s . Des expér iences p r é l i m i n a i r e s o n t m o n t r é q u e cet te fixa­t ion de 00-2 r ad ioac t i f se p o u r s u i t de f açon l i n é a i r e , p e n d a n t au m o i n s 48 h e u r e s , à u n e vi tesse c o m p a ­rable à celle de la c r o i s a n c e de l ' a lgue .

Nous a v o n s cons ta t é , p a r ce p rocédé , q u e la vi tesse de l ' i n c o r p o r a t i o n d u CO.̂ r ad ioac t i f , d a n s les p r o t é i n e s des f r a g m e n t s d'Acelabularia — c 'es t -à -d i re , se lon toute v r a i s e m b l a n c e , la v i tesse de s y n t h è s e d e ces l)roléincs — , est identitjue, d a n s les moi t i é s n u c l é é e s et énucléécs , p e n d a n t les douze j o u r s q u i s u i v e n t l 'opé­ra t ion . Cela s ign i f ie q u e le c y t o p l a s m e p r i v é de son n o y a u d e p u i s p lu s de 10 j o u r s , d e m e u r e c a p a b l e de syn thé t i s e r des p r o t é i n e s de f açon p a r f a i t e m e n t n o r ­male . On p e u t d o n c e x c l u r e f o r m e l l e m e n t l ' idée q u e le n o y a u est le seul p o i n t de la ce l lu le où des p r o ­téines nouve l l e s s o n t é laborées .

Toute fo i s , l ' a p t i t u d e des f r a g m e n t s énuc léés à s y n ­thé t i ser des p r o t é i n e s s ' aba isse p a r la su i t e ; m a i s , p e n d a n t tou te la d u r é e de n o s expér i ences , elle res te loin d ' ê t r e nég l igeab le . En eff'et, d a n s le cas de f r ag ­m e n t s p r ivés de l e u r n o y a u p e n d a n t 38 j o u r s , elle r eprésen te e n c o r e 70 "/„ d e la s y n t h è s e e n r e g i s t r é e

2 8 6 L A V I E D E L A C E L L U L E

p o u r les moi t iés nucléées. Ces fai ts m o n t r e n t claire-r e m e n t q u e le noyau exerce effectivemenl un contrôle sur les synthèses proiéiques, mais que ce contrôle ne peut être immédiat.

Ces conc lus ions son t d 'a i l l eurs en excel lent accord avec les rares données d o n t n o u s d i sposons p o u r d ' a u t r e s cel lules. II i m p o r t e de s igna le r tou t par t i cu­l i è r e m e n t les résul ta ts ob t enus pa r RITTENBERG et pa r BoRSOOK, a u x Etats-Unis , d a n s le cas des ré t iculocytes . Ces cel lules sont des g lobules rouges n o r m a u x , ils o n t p e r d u l eu r noyau ; ma i s , à l ' inverse des g lobules rouges , l eu r cy top lasme est encore r i che en acide r i b o n u c l é i q u e lié aux mic rosomes .

Or les c h e r c h e u r s amér i ca in s , u t i l i s an t c o m m e n o u s des radio- isotopes , on t m o n t r é que ces ré t icu­locytes sont capables de synthé t i se r de l ' h é m o g l o b i n e et d ' au t r e s proté ines , b i en qu ' i l s ne possèdent p l u s de n o y a u x . Au cont ra i re , les g lobules rouges m û r s , qu i o n t p e r d u à leur tour leurs m ic ro somes , son t devenus incapab les de toute synthèse de pro té ines .

Les résul ta ts f ou rn i s pa r l ' é tude des ré t icu locytes c o n c o r d e n t p a r f a i t e m e n t avec les idées que n o u s avons développées p lus h a u t . Le noyau serai t néces­saire au m a i n t i e n , dans le cy top lasme , des mic ro ­somes , ma i s ces de rn ie r s cons t i tue ra i en t les agents d i rec ts des synthèses p ro té iques ; t an t que ces par t i ­cules pers i s te ron t dans u n cy top la sme énucléé , d'oii elles ne d i spa ra î t ron t qu ' à la l ongue , la syn thèse des [)rotéines se pou r su iv ra à u n r y t h m e qu i ira en se ra len t i s san t à mesure que la t eneu r en acide r ibo im-c lé ique s 'abaissera .

D 'a i l leurs nous d isposons depu i s peu de faits e x p é r i m e n t a u x qui d é m o n t r e n t que l ' i n t e rven t ion des m i c r o s o m e s . dans la synthèse des p ro té ines , est p lus ( j u ' une hypo thèse . Des t r avaux récents de HULTIN, en S u è d e , d e KELLEU, SIEKEWITZ & ZAMEGMK, a u x l '^ tats-

Unis, s e m b l e n t en effet t r a n c h e r la ques t i on . Ces a u t e u r s ont in jec té , à des a n i m a u x , des acides a m i n é s m a r q u é s au moyen d ' u n isotope (ca rbone radioact i f ou azote lourd ) , et ils les on t sacrifiés après des t e m p s var iables ; ils on t ensui te f r a c t i o n n é le foie pa r cen t r i -luga l ion , séparan t a ins i les noyaux , les m i t o c h o n d r i e s

et les m i c r o s o m e s . Leurs expér iences on t concordé p o u r m o n t r e r q u e c'est dans les m i c r o s o m e s que l ' ac ide a m i n é m a r q u é s ' i nco rpo re en tou t p r e m i e r l ieu . La syn thèse des p ro té ines est d o n c beaucoup p l u s act ive, d a n s ces petites pa r t i cu les r i ches en acide r i b o n u c l é i q u e , que dans les n o y a u x ou les mi to ­c h o n d r i e s .

On voit q u e les recherches de ces de rn iè res années c o m m e n c e n t à débrou i l l e r pe t i t à pe t i t l 'écheveau complexe des r appor t s exis tant en t re les divers cons­t i t u a n t s ce l lu la i res : aux m i t o c h o n d r i e s revient u n e p a r t essentiel le dans les oxyda t ions ce l lu la i res et l eu r coup lage avec les p h o s p h o r y l a t i o n s (synthèse des l i a i sons p h o s p h o r é e s r iches en énerg ie de l 'ATP). Les m i c r o s o m e s , p r o b a b l e m e n t en ra i son de leur h a u t e t e n e u r en acide r i bonuc l é ique , j o u e n t u n rôle fonda ­m e n t a l d a n s la syn thèse des p ro té ines . Ces peti tes par t i cu les , tou t c o m m e les v i rus auxque l s elles r e s s e m b l e n t t an t , sont sans dou te capables de se m u l t i p l i e r au sein du cy top lasme, et m ê m e de passer d ' u n e cel lule à l ' au t re .

Q u a n t au n o y a u , il n 'est n i le cen t re des oxyda­t ions ce l lu la i res n i u n e réserve d ' enzymes ; mais il est v r a i s e m b l a b l e m e n t le siège d ' u n e synthèse de co-enzymes , a s s u r a n t le coup lage en t re les oxyda t ions et les p h o s p h o r y l a t i o n s au n iveau des m i t o c h o n d r i e s . Il con t rô l e r a i t de la sorte le f o n c t i o n n e m e n t de ces de rn iè res et il rég lera i t a ins i la t e n e u r de la cel lule en subs tances r iches en énerg ie ( l 'ATP p a r exemple) , qu i son t i nd i spensab les à la m u l t i p l i c a t i o n des mic ro ­somes et, p a r conséquen t , aux syn thèses p ro té iques .

Cette b rève esquisse de la vie ce l lu la i re est assuré­m e n t t r o p s c h é m a t i q u e et elle c o m p r e n d encore u n e la rge pa r t d ' hypo thèses . II n ' e s t pas d o u t e u x q u e les p rogrès incessan t s de la b i o c h i m i e ce l lu la i re n o u s rése rven t e n c o r e bien des surpr i ses et qu ' i l s c o n d u i ­r o n t sous peu à u n e vue a u t r e m e n t précise et exacte de la vie de la cel lule n o r m a l e . Ce j o u r - l à , il sera poss ib le d ' a t t a q u e r avec f ru i t , et n o n p lus à l ' aveu­glette, l ' u n des p r o b l è m e s qu i h a n t e n t l ' h u m a n i t é , celui de la c ro issance p a t h o l o g i q u e de la cel lule cancéreuse .