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Posté par Adrien le Lundi 22/01/2018 à 03:00
Séparation des chromosomes dans l'ovocyte: rien ne sert de courir...
Au moins 10% des grossesses humaines produisent des embryons présentant un contenu chromosomique aberrant suite à des défauts de séparation des chromosomes qui ont presque toujours lieu dans l'ovocyte. Cela induit des anomalies congénitales et représente la première cause d'infertilité (L'infertilité (ou stérilité) est la difficulté, voire l'impossibilité, à donner la vie. Ceci s'applique aussi bien à...). Comprendre l'origine de ces défauts est donc un enjeu sociétal majeur. Des chercheurs d'une équipe du CIRB au Collège de France (Le Collège de France, situé au no 11 place Marcelin-Berthelot dans le quartier latin de Paris (Ve arrondissement), est un grand établissement d'enseignement et de recherche. Il dispense des cours non diplômant de...), ont pu modifier l'organisation (Une organisation est) du fuseau (qui gouverne (Une gouverne est une surface mobile agissant dans l'air ou dans l'eau servant à piloter un mobile selon un de ses trois axes :) l'alignement puis la 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 :) des chromosomes lors des divisions cellulaires), le faisant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) d'un mode méiotique à un mode mitotique. Ils montrent que ce dernier mode est beaucoup plus délétère pour l'ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.). Ce travail a été publié le 12 janvier 2018 dans la revue EMBO Reports.


Figure: Ovocytes de souris avec leur 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...) (gris) sur lequel s'aligne les chromosomes (magenta) en début (NEBD+1h30) et fin (NEBD+7h) de première division de méiose. L'ovocyte surexprimant HSET (HSET OE) a beaucoup de chromosomes mal alignés sur son fuseau de division. NEBD marque la rupture de l'enveloppe nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et donc l'entrée en première division de méiose.
© Marie-Emilie Terret et Marie-Hélène Verlhac.

Chez les eucaryotes, la structure qui aligne et sépare les chromosomes est le fuseau de division, constitué de microtubules, des polymères assemblés à partir des centrosomes. Les centrosomes sont composés d'une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) de centrioles et de matériel péri-centriolaire (PCM).

En mitose (division végétative), les deux centrosomes forment les pôles du fuseau de division et établissent précocement l'axe du fuseau. Les microtubules sont nucléés par de multiples centres organisateurs des microtubules acentriolaires (aMTOCs) composés uniquement de PCM (pcm est une unité utilisée par exemple en neutronique et physique des réacteurs pour exprimer des quantités sans dimension très petites comme la réactivité d'un cœur de centrale...). Ces aMTOCs sont triés et regroupés tardivement afin de former les pôles du fuseau. La formation du fuseau mitotique est rapide, durant environ 2h en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...), et démarre par la formation des pôles.

En méiose (division germinale), la formation du fuseau est un processus très lent qui dure jusqu'à 8 heures (L'heure est une unité de mesure  :) dans l'ovocyte de souris et qui s'achève par l'établissement des pôles. Dans la plupart des espèces, les ovocytes n'ont pas de centrosomes, les centrioles étant perdus avant les divisions méiotiques.

Ces différences majeures se matérialisent par la forme des fuseaux: en mitose ils sont fins et pointus à leur extrémité, alors qu'en méiose ils sont trapus et en forme de tonneau. Les chercheurs ont transformé la formation du fuseau méiotique afin de la faire ressembler à celle de la mitose: formation des pôles en premier, bipolarisation précoce, forme pointue des pôles. Pour cela, ils ont modifié très légèrement la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de...) d'un moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail...) moléculaire, nommé HSET, capable de se lier aux microtubules et dont la surexpression transforme un fuseau méiotique en fuseau mitotique. Ils ont montré qu'assembler le fuseau à la manière mitotique en méiose créé de sévères défauts d'alignement et de ségrégation des chromosomes. De manière inattendue, la longue durée de la première division de méiose ovocytaire ne permet pas de sauver ces défauts.

Les auteurs proposent donc que les ovocytes de souris, mais aussi humains, pourraient éliminer leurs centrosomes afin d'empêcher la formation des fuseaux méiotiques selon un mode mitotique, ce mode favorisant l'aneuploïdie, naturellement élevée dans ces cellules.

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Source: CNRS-INSB
 
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