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Posté par Adrien le Mercredi 03/02/2016 à 00:00
Déchiffrer le code de l'ubiquitine au cours de la mitose
L'ubiquitine est une petite protéine qui peut être attachée à des protéines cibles afin de réguler leur devenir comme par exemple lors de la mitose qui permet la création de deux cellules filles identiques à partir d'une cellule mère. De nombreuses combinaisons de molécules d'ubiquitine sont possibles et définissent le "code de l'ubiquitine". L'équipe d'Izabela Sumara au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en...) de l'institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute...) de génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) et de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des êtres vivants (ou...) moléculaire et cellulaire a identifié un mécanisme permettant de déchiffrer ce code dans les cellules humaines au cours de la mitose. Ces travaux sont publiés dans la revue Developmental Cell.


Figure 1: Cellule en division.
© Ksenia Krupina

'Au cours de la mitose, les chromosomes, qui contiennent l'information génétique, sont tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord copiés puis partagés de manière égale dans les deux cellules filles. Une mauvaise régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de ce processus peut contribuer au développement de cancers. L'un des mécanismes importants contrôlant la progression mitotique est l'attachement de la petite protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on parle de...) ubiquitine à des protéines cibles. L'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même nature,...) d'ubiquitine (ubiquitination) est une modification transitoire qui peut conduire soit à la dégradation de la protéine cible soit à la régulation de sa fonction. De nombreux arrangements et combinaisons de molécules d'ubiquitine isolées ou sous forme de chaines connectées sont possibles et définissent le "code de l'ubiquitine". Cependant, les mécanismes cellulaires permettant son décodage dans les cellules humaines au cours de la mitose restent largement inexplorés.

L'équipe d'Izabela Sumara avait identifié au cours d'une étude précédente des évènements d'ubiquitination contrôlant des protéines kinases essentielles pour la progression mitotique. Les chercheurs avaient démontré que l'addition d'une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les propriétés...) d'ubiquitine régule (Les régules sont des alliages d'étain ou de plomb et d'antimoine.) la fonction de ces enzymes cruciales et les relocalise dans des structures subcellulaires spécifiques. Toutefois, la manière exacte dont l'ajout d'ubiquitine régule la mitose ainsi que les mécanismes par lesquels ces signaux peuvent être décodés, demeurait inconnue.


Figure 2: Modèle expliquant le rôle de la protéine de liaison à l'ubiquitine UBASH3B. UBASH3B (en jaune) interagit avec la forme modifiée par l'ubiquitine de la kinase AURORA B (en rouge) et contrôle la localisation d'AURORA B sur les microtubules (traits noirs) pendant l'étape de métaphase. Ce mécanisme est crucial pour la ségrégation correcte des chromosomes (en bleu) au cours de l'étape d'anaphase de la division mitotique.
© Izabela Sumara

En collaboration avec la plateforme de criblage haut-débit de l'institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire, les chercheurs ont réalisé un criblage non biaisé, par ARN interférents, de tous les récepteurs protéiques connus et prédits de l'ubiquitine. Il existe environ 200 récepteurs de l'ubiquitine dans les cellules humaines qui peuvent spécifiquement reconnaitre des substrats ubiquitinés et moduler leur fonction. Cette analyse a permis l'identification de la protéine de liaison à l'ubiquitine appelée UBASH3B.

UBASH3B avait été précédemment montrée comme dérégulée dans des cancers humains mais n'avait jamais été reliée à la progression mitotique. Les chercheurs ont pu déterminer qu'UBASH3B est essentielle pour la ségrégation correcte des chromosomes pendant la mitose. De plus, UBASH3B interagit directement avec la forme ubiquitinée d'AURORA B, une des kinases les plus importantes régulant la ségrégation chromosomique lors de la mitose. Par cette interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en...), UBASH3B contrôle la localisation subcellulaire d'AURORA B, sans modifier son niveau d'expression. UBASH3B est un facteur essentiel, à la fois requis mais également suffisant, pour induire le recrutement d'AURORA B sur les microtubules des fuseaux mitotiques qui régule la vitesse (On distingue :) et la précision de la ségrégation chromosomique. Cette étude identifie la première protéine réceptrice de l'ubiquitine mitotique dans les cellules humaines et montre de quelle manière le "code de l'ubiquitine" peut être déchiffré au cours de la division mitotique. Ces résultats peuvent aussi expliquer comment la dérégulation d'UBASH3B contribue au développement de nombreux cancers.

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Source: CNRS-INSB