Des microARN au coeur de la fabrication des cils motiles

Publié par Adrien le 09/10/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSB
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La formation de centaines de cils vibratiles à la surface de certaines cellules spécialisées du cerveau ou des voies respiratoires requiert la mise en place d'un programme de différenciation complexe. En élargissant la liste des transcrits contrôlés par une famille de microARN (Les micro ARN (miRNA ou mi RNA) sont des ARN simple-brin longs d'environ 21 à 24...) exprimée durant la différenciation multiciliée, des équipes de l'IPMC de Sophia Antipolis (Sophia Antipolis est une technopole située dans une pinède de 2 400 hectares sur les...) et de l'IBDM de Marseille-Luminy proposent l'existence d'un mécanisme de coordination de la multiciliogenèse par les ARN non codants. Cette étude ouvre la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques de certaines ciliopathies. Elle est parue dans la revue Nature Communications.

Certaines cellules épithéliales possèdent à leur surface des centaines de cils motiles. Leur battement (En acoustique, le battement est une interférence entre deux sons de fréquences...) coordonné permet l'évacuation des particules nocives associées au mucus des voies respiratoires, la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) céphalo-rachidien dans les ventricules cérébraux, ou encore la migration de l'ovule avant son implantation (Le mot implantation peut avoir plusieurs significations :) dans l'utérus. On connaissait déjà le rôle joué par plusieurs facteurs de transcription comme FoxJ1 ou certains membres de la famille RFX, de même que par les voies de signalisation Wnt, Notch et BMP, qui agissent à plusieurs étapes-clés de la différenciation de ces cellules multiciliées: sortie du cycle cellulaire (Le cycle cellulaire est l'ensemble des phases par lesquelles une cellule passe entre deux divisions...), acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un...) de l'identité "cellule multiciliée" sous le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) des voies Notch et BMP, multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire...) massive (Le mot massif peut être employé comme :) de centrioles, qui vont migrer et s'ancrer dans le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) apical d'actine pour devenir des corps basaux, élongation des cils motiles à partir de ces mêmes corps basaux.


Figure: Illustration du rôle des miR-34/449 au cours de la multiciliogénèse. L'inhibition des voies BMP et Notch est un événement précoce requis pour l'entrée en différenciation "multiciliée". L'expression spécifique des miR-34/449 dans les progéniteurs des cellules multiciliées permet la sortie du cycle cellulaire et l'initiation de l'acquisition de l'identité "multiciliée" en inhibant la voie Notch. L'inhibition de la voie Notch renforce l'expression de miR-449. Plus tard, les miR-34/449 favorisent
1- la réorganisation du réseau apical d'actine en réprimant R-Ras, et
2- la multiplication massive et la maturation des corps basaux en réprimant Cp110.
Après leur migration au pôle apical, ces corps basaux s'ancrent au réseau apical d'actine. En parallèle, les facteurs de transcription FOXJ1 et RFX activent l'expression des constituants nécessaires à l'assemblage et au battement des cils.
© Brice Marcet & Pascal Barbry
©Laure-Emmanuelle Zaragosi, Brice Marcet & Pascal Barbry

Des chercheurs de l'Institut de Pharmacologie (La pharmacologie est une discipline scientifique du vivant, subdivision de la biologie, qui...) Moléculaire et Cellulaire et de l'Institut de Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) du Développement de Marseille viennent de préciser comment des microARN contrôlent la fabrication des cils motiles. En 2011, ces chercheurs avaient montré comment les microARN miR-34/449 permettent de lancer la fabrication des cils motiles en bloquant le cycle cellulaire et la voie Notch, deux étapes précoces de la différenciation des cellules multiciliées (Marcet B. et al. Nat Cell Biol. 13:693-699).

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs montrent que les microARN miR-34/449 contrôlent également la formation plus tardive du réseau apical d'actine, en agissant sur la voie des petites protéines G. Ils ont caractérisé la petite protéine G R-Ras comme une des cibles importantes de ce processus. L'action de miR-34/449 aboutit à la relocalisation de la Filamine-A, une protéine de liaison à l'actine, à proximité des corps basaux, et à la stabilisation du réseau apical d'actine, pré-requis indispensable pour l'ancrage des corps basaux. Les travaux de ces deux équipes illustrent comment certains microARN sont capables de contrôler les étapes successives d'un processus biologique complexe, via la répression de plusieurs molécules clés distinctes. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives pour l'étude de l'étiologie des ciliopathies et offre également un éclairage intéressant en cancérologie (L'oncologie ou carcinologie ou cancérologie est la spécialité médicale...), puisque l'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les...) du nombre de centrioles est une caractéristique fréquente des cellules tumorales.
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