Des plantes aux bactéries ou aux animaux, la dépense énergétique d’un organisme augmente avec sa masse selon une relation non linéaire conservée appelée loi de puissance de Kleiber. Cela suggère l’existence de processus fondamentaux qui déterminent la dépense énergétique des organismes vivants. Comment la dépense énergétique d’un organisme résulte-t-elle des propriétés de ses cellules et organes ? De quelle quantité d’énergie un œuf a-t-il besoin pour grandir et devenir un têtard ? Comment une modification pathologique de la dépense énergétique d’un organe affecte-t-elle le métabolisme de l’organisme dans son ensemble ? L’énergie disponible est-elle un paramètre limitant dans certains contextes ? Ces questions fondamentales constituent à ce jour l’un des défis les plus ouverts et les plus importants de la biologie.

Deux variables émergentes semblent affecter les propriétés énergétiques au niveau cellulaire, tissulaire et organisme : la taille du génome ou le nombre de copies du génome dans la cellule (ploïdie) et la taille de la cellule. Nous avons précédemment montré que l'augmentation de la ploïdie des embryons de Xénopes entraînait une réduction de la dépense énergétique de l'embryon entier, due à l'augmentation de la taille des cellules induite par la ploïdie et aux modifications des besoins énergétiques cellulaires. Notre laboratoire développe maintenant des approches quantitatives in vitro dans les cellules et in vivo dans les embryons de grenouilles pour comprendre les liens fondamentaux entre la ploïdie, la taille des cellules et la dépense énergétique, de la cellule à l'organisme entier.