Restez toujours informé: suivez-nous sur Google Actualités (icone ☆)
L'embryon qui résulte de la rencontre entre un ovule et un spermatozoïde se divise de manière parfaitement symétrique, donnant lieu à deux cellules de même taille. Cette géométrie repose sur le positionnement du fuseau de division, machinerie qui transporte et sépare les chromosomes, précisément au centre de la cellule. Une équipe du Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie du Collège de France, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut Curie, du Weizmann Institute of Science, de l'Université P. et M. Curie et de l'Université Evry Val d'Essonne, montre que l'embryon doit avoir la tête dure pour centrer son fuseau. Ces travaux sont publiés dans la revue Nature Communications.
Figure: Géométries opposées des divisions entre un ovule et un zygote. L'ovule se divise de manière asymétrique en taille, alors que la division du zygote est symétrique. Actine en rouge, microtubules en vert, chromosomes en bleu.
© Marie-Emilie Terret
La première division embryonnaire, qui suit la fusion des gamètes, ovule et spermatozoïde, lance le développement d'un nouvel individu. Elle est donc à ce titre déterminante pour la genèse d'un organisme adulte fonctionnel.
L'embryon au stade 1-cellule, ou zygote, ressemble énormément à un ovule: c'est une cellule ronde, isolée, d'une taille proche de celle de l'ovule, et, chez les rongeurs, dépourvue de centrosomes canoniques. Dans la plupart des cellules animales, les centrosomes organisent le réseau de microtubules qui est essentiel pour la formation et le positionnement du fuseau de division, l'appareil qui rassemble puis sépare les chromosomes. Une différence majeure entre ovule et zygote réside cependant dans la géométrie de leurs divisions. En effet, les ovules se divisent au cours de la méiose de manière extrêmement asymétrique en taille, permettant la formation d'un énorme ovule unique. Le zygote au contraire se divise de manière parfaitement symétrique, conduisant à la formation de deux cellules filles de taille identique.
La géométrie de la division est déterminée par la position du fuseau de microtubules juste avant l'anaphase: excentré dans les ovules, centré dans les zygotes. L'équipe du Collège de France avait montré précédemment que le positionnement excentré du fuseau de division dans l'ovule dépend de la mécanique de réseaux d'actine, passant en particulier par un ramollissement du cortex cellulaire. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé une approche pluridisciplinaire, combinant biologie et physique, pour montrer que le positionnement centré du fuseau de division dans le zygote dépend aussi d'une mécanique de réseaux d'actine, qui suit 3 étapes et passe au contraire par un durcissement du cortex cellulaire:
Le centrage grossier des pronoyaux mâles et femelles, nécessitant un réseau d'actine dynamique et un moteur moléculaire, la myosine-Vb. Le centrage fin du fuseau de division requérant une tension corticale élevée ("cortex rigide"). Le maintien passif du fuseau au centre de la cellule. Ce mécanisme de positionnement est extrêmement original puisqu'il repose sur la mécanique de réseaux d'actine, et non sur un positionnement dépendant des microtubule, comme dans la plupart des cellules somatiques en division. De plus, de manière étonnante, la mécanique des réseaux d'actine permet de passer d'une division asymétrique à une division symétrique, favorisant le changement de géométrie requis pour la transition ovule-embryon.
Populaires