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Posté par Adrien le Vendredi 08/12/2017 à 00:00
Un nouveau mode de ségrégation des chromosomes dévoilé
Au cours de la division cellulaire, la distribution des chromosomes doit être rigoureusement contrôlée. Ce contrôle assure l'intégrité génétique des cellules et des organismes, et les protège ainsi contre l'aneuploïdie, source de cancers, de défauts de développement ou d'avortement (L'avortement se définit comme l'interruption avant son terme du processus de gestation, c'est-à-dire le développement qui commence à la conception par la fécondation d'un...) spontané. En étudiant les divisions de l'ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.) du ver (Les vers constituent un groupe très hétérogène d'animaux invertébrés qui partagent une caractéristique commune, à savoir un corps mou, flexible, de forme...) nématode Caenorhabditis elegans, l'équipe de Julien Dumont à 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 for Theoretical Physics est un tel institut.) Jacques Monod identifie un mécanisme original, et probablement conservé, permettant de distribuer les chromosomes entre les cellules filles. Ces travaux ont été publiés le 14 novembre 2017 dans la revue Nature Communications.


Figure: Vidéo de microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles...) confocale montrant le comportement dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) des chromosomes (marqués en magenta) sur le fuseau de division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la...) (marqué en vert) dans un ovocyte de Caenorhabitis elegans lors de la première division méiotique. Les microtubules se concentrent progressivement entre les chromosomes en cours de séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) et forment le fuseau central d'anaphase. La vidéo pause à 2 étapes de la ségrégation, et apparaissent alors à droite les reconstructions tridimensionnelles des microtubules (vert) et des chromosomes (magenta), aux étapes correspondantes, obtenues par microscopie électronique à tomographie. L'ultrastructure et l'organisation (Une organisation est) tridimensionnelle des microtubules du fuseau central méiotique ont ainsi pu être déterminées.
© Kimberley Laband et Julien Dumont

Au cours de la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .) des cellules, pendant la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de division cellulaire, les chromosomes sont distribués entre les futures cellules filles. Le fuseau de division formé de microtubules très dynamiques, est l'acteur (Un acteur est un artiste qui incarne un personnage dans un film, dans une pièce de théâtre, à la télévision, à la radio, ou même dans des spectacles de rue. En plus de l'interprétation proprement dite, un acteur (ou...) clef (Au sens propre, la clef ou clé (les deux orthographes sont correctes) est un dispositif amovible permettant d'actionner un mécanisme.) de cette distribution. Les microtubules interagissent d'abord avec les chromosomes afin de les aligner au centre du fuseau. Puis, lorsqu'ils sont tous alignés, les chromosomes sont séparés en deux lots équivalents et distribués entre les deux futures cellules filles. Dans la plupart des cellules, l'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 contact de sujets.) des microtubules avec les chromosomes fait intervenir un complexe de protéines recruté sur chaque chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément porteur de l'information génétique. Les chromosomes...) et appelé kinétochore. Les microtubules du fuseau de division "tirent" sur les kinétochores afin de ségréger les chromosomes dans les deux futures cellules filles. Une exception à cette règle est observée dans les cellules sexuelles femelles, ou ovocytes, du nématode Caenorhabditis elegans. En effet, dans ces cellules, la répartition des chromosomes est indépendante des kinétochores. Les mécanismes permettant alors la répartition correcte des chromosomes dans ces ovocytes étaient inconnus.

Les chercheurs dévoilent un nouveau mécanisme permettant la ségrégation des chromosomes, en utilisant l'ovocyte du nématode Caenorhabditis elegans comme modèle d'étude. De manière inattendue, ce mécanisme fait intervenir une structure composée de microtubules assemblés entre les chromosomes pendant leur séparation, et appelée fuseau central d'anaphase. Les chercheurs montrent que les microtubules de ce fuseau central "poussent" les chromosomes vers les futures cellules filles. En d'autres termes, la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) "classique" de traction permettant la ségrégation des chromosomes via les kinétochores dans la plupart des cellules, est ici remplacée par une force de poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) indépendante des kinétochores.

Ces résultats démontrent que différents mécanismes de ségrégation des chromosomes ont émergé au cours de l'évolution. Par ailleurs, le fuseau central d'anaphase étant présent dans toutes les cellules en division, ce nouveau mécanisme de poussée est probablement conservé et pourrait agir en parallèle du mécanisme classique de traction dans la plupart des cellules.

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Source: CNRS-INSB
 
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