Meiose: à force de tirer, ça casse !
Publié par Adrien le 16/08/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSB
Les fuseaux méiotiques d'ovocytes de souris présentent un mode d'assemblage original, dépendant des chromosomes et de centres organisateurs de microtubules dépourvus de centrioles. Une équipe du Collège de France, en collaboration avec l'Institut Curie (L'Institut Curie est une fondation, dont les activités principales sont d'une part la compréhension des mécanismes de cancérogenèse avec un centre de recherche en biophysique,...) et l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) de Southampton, a pu modifier génétiquement l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de ces centres organisateurs et par là même celle du fuseau. Ils montrent comment la perturbation des fuseaux ovocytaires génère des anomalies structurales de chromosomes fragiles. Ce travail a été publié le 6 aout 2018 dans la revue The Journal of Cell Biology.


Figure: Une fragmentation précoce des aMTOCs en Prophase I de méiose augmente la densité de microtubules qui, associée à des chromosomes fragilisés par la recombinaison, induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) une cassure (En minéralogie, la cassure désigne l'aspect de la surface d'un minéral qui, après avoir été soumis à une contrainte, se brise en présentant des surfaces de fractures irrégulières, dans des...) du bivalent en méiose ovocytaire chez la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de laboratoire, mais aussi de nombreuses...).
© Marie-Helène Verlhac

De manière surprenante la méiose chez la femme produit 10 à 35% d'ovocytes n'ayant pas le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) correct de chromosomes. Ceci pourrait être lié à plusieurs causes: un point (Graphie) de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de l'assemblage du 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 réciproque de la fonction...) peu sensible, le vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou d'un organisme à assurer ses fonctions.) des ovules formés chez la femme lorsqu'elle était elle-même embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de...), mais aussi le mode de division très particulier de ces énormes cellules. En effet, à la différence de la plupart des cellules de notre corps, les fuseaux de division méiotique ovocytaire s'assemblent en l'absence des centres majeurs d'organisation (Une organisation est) des microtubules, les centrosomes.

Chez les rongeurs, ces centrosomes sont remplacés par de multiples foyers de nucléation des microtubules, appelés aMTOCs (acentriolar MicroTubules Organising Centres). Lors de l'assemblage du fuseau de première division de méiose, ces aMTOCs sont fragmentés, puis triés en deux lots afin de constituer les deux pôles du fuseau de division.

Pour estimer l'impact de l'organisation de ces aMTOCs sur l'assemblage du fuseau, les chercheurs ont génétiquement perturbé leur morphogenèse. Pour ce faire, ils ont généré des souris transgéniques surexprimant de manière conditionnelle le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On...) Plk4 (Polo Like Kinase 4), un régulateur majeur des centrosomes, lors de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de croissance de l'ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.) dans son follicule avant sa division. La perturbation de l'architecture de ces aMTOCs entraine une augmentation de la densité de microtubules dans les fuseaux et accélère leur formation. Ces fuseaux plus denses, formés plus rapidement, favorisent l'apparition de chromosomes bivalents qui cassent dans des sites fragilisés suite à l'action de la recombinase Cre. La fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le...) de ces bivalents endommagés dépend en effet de la densité de microtubules, et donc des forces exercées sur ces chromosomes fragiles. D'ailleurs cette fréquence chute lorsque la densité de microtubules dans ces fuseaux anormaux est elle-même artificiellement diminuée. Enfin, en lien avec la faiblesse du point de contrôle du fuseau, ces bouts de chromosomes échappent aux mécanismes de surveillance et pourront être transmis par l'ovocyte à la descendance.

Ce travail révèle comment les forces présentes dans les fuseaux méiotiques ovocytaires qui tirent durant de longues heures (L'heure est une unité de mesure  :) sur des chromosomes bivalents potentiellement fragilisés pourraient générer des anomalies structurales, causes, chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction,...), de maladies de développement invalidantes.
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