Une étude, dont les résultats intitulés «Integrated time-lapse and single-cell transcription studies highlight the variable and dynamic nature of human hematopoietic cell fate commitment» ont été publiés dans la revue PLOS Biology, a permis de montrer que «l’état différencié auquel aboutit une lignée de cellules n’est pas le fruit d’une instruction déterministe que la cellule souche mère aurait reçue au cours du développement, mais le résultat d’un processus aléatoire très dynamique».

Pour parvenir à cette conclusion, cette recherche s'est focalisée sur des cellules souches «connues pour se différencier en de nombreux types cellulaires: les cellules souches hématopoïétiques, à la source de la grande diversité de cellules qui assurent les différentes fonctions du sang». L'évolution morphologique de cellules en culture, issues de telles cellules souches en voie de différenciation, a été suivie en vidéomicroscopie et, «très régulièrement durant ce processus», le profil d’expression des gènes de cellules individuelles a été analysé.

Il est ainsi apparu «que, si des cellules semblaient s’orienter très vite vers un état différencié, d’autres, chacune à son rythme et indépendamment des divisions cellulaires, oscillaient de manière aléatoire entre plusieurs phénotypes avant de se stabiliser».

En fait, «ces cellules semblaient hésiter, changeant plusieurs fois de morphologie sur plusieurs générations», les «hésitations morphologiques» étant «corrélées avec des variations dans l’expression des gènes, comme si les cellules exploraient différentes possibilités en activant ou réprimant certains gènes, jusqu’à atteindre une combinaison stable de gènes actifs et la morphologie correspondante». Cette étude montre ainsi que la différenciation des cellules s'effectue «par essais et erreurs successifs».