Le recrutement du protecteur Sgo2 par la kinase Mps1 assure la bonne qualité des ovocytes
Publié par Isabelle le 08/10/2017 à 12:00
Source: CNRS-INSB
L'équipe de Katja Wassmann à l'Institut de Biologie Paris-Seine, en collaboration avec les équipes de Jan van Deursen à la Mayo Clinic à Rochester (USA) et José Sujà à l'université de Madrid, dévoile un mécanisme essentiel pour maintenir les chromatides soeurs ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) pendant la première 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...) méiotique et assurer la ségrégation des chromosomes dans l'ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.) des mammifères. Cette étude qui ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de l'augmentation des erreurs de ségrégation avec l'âge de la femme, a été publiée le 25 septembre 2017 dans la revue Nature Communications.


Figure: Visualisation de la protéine Sgo2 en méiose I dans l'ovocyte de 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...). La localisation en méiose I de Sgo2 (immuno-marquage, en rouge) par rapport au centromère (révélé grâce à l'antisérum CREST, en vert) sur un chromosome (Le chromosome (du grec khroma, couleur et soma, corps, élément) est l'élément porteur de l'information génétique. Les...) (marqué avec Hoechst, gris) est analysée par microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La...) confocale et traitement de l'image avec Arivis Vision 4D. Sgo2 co-localise avec CREST, et on peut distinguer la sous-population de Sgo2 à l'extérieur du centromère, et la sous-population entre les deux chromatides soeurs, à l'intérieur du chromosome. Mps1 est nécessaire pour le recrutement de la sous-population de Sgo2 localisée vers l'extérieur.
© Katja Wassmann

Chez la femme, plus de 20 % des ovocytes sont aneuploïdes, c'est à dire avec un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) incorrect de chromosomes. A l'approche de la ménopause (La ménopause, du grec méno, règles et pause, arrêt, appelée aussi âge climatérique, est l'arrêt des règles....), ce chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) augmente de manière très importante. Après fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle et femelle en une cellule unique...), ces ovocytes donneront des embryons aneuploïdes, qui seront le plus souvent avortés spontanément, car seules quelques trisomies (avant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.), la Trisomie (La trisomie est un cas particulier d’aneuploïdie, une anomalie chromosomique. Normalement, les chromosomes vont par paires (23 paires chez l'être humain). Dans le cas d'une trisomie, l'une au...) 21) sont viables. L'équipe MOM (Mammalian Oocyte Meiosis) de Katja Wassmann cherche à élucider les mécanismes moléculaires qui conduisent à la formation des ovocytes fécondables chez les mammifères, pour mieux comprendre comment les erreurs de ségrégation surviennent.

Les gamètes mâle et femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le cadre d'une...) fusionnent pour créer la première cellule de l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première...). Les cellules eucaryotes contiennent deux copies du matériel génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) sous forme de chromosomes, elles sont donc diploïdes. Chaque chromosome est constitué de deux chromatides soeurs. En mitose, lors de la génération de deux cellules filles identiques chacune reçoit une chromatide de chaque chromosome. Comme il y a deux chromosomes, l'un provenant du père, l'autre de la mère, chaque cellule fille aura deux chromatides homologues, elle reste donc diploïde. Par contre les gamètes doivent avoir un nombre de chromosomes réduit par deux - ils sont haploïdes. Les deux divisions cellulaires successives qui conduisent à la réduction du nombre des chromosomes s'appellent méiose I et II. Au cours de la méiose I, les chromosomes homologues s'apparient et se recombinent, ce qui mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) le patrimoine génétique du père et de la mère. Les chromosomes sont ensuite séparés dans deux cellules filles. Cette 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...), spécifique de la méiose, est possible grâce à l'enlèvement en deux étapes de la Cohésine, une protéine qui "colle (Une colle ou la glu est un produit de nature liquide ou gélatineuse servant à lier des pièces entre elles. Ces pièces peuvent...)" les deux chromatides soeurs d'un chromosome ensemble: la Cohésine est d'abord enlevée en méiose I des bras des chromosomes qui ont recombiné, afin de permettre la séparation des chromosomes. Dans une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) étape, en méiose II, la Cohésine est enlevée d'une région spécifique, le centromère, afin de permettre la séparation des chromatides soeurs comme lors d'une division mitotique. Pour une séparation correcte des chromosomes il est donc essentiel que la Cohésine centromérique ne soit pas enlevée trop tôt, et elle est protégée grâce au recrutement de la protéine Sgo2 au centromère.

Les chercheurs montrent que la kinase Mps1 est requise pour localiser le protecteur Sgo2 au bon endroit au niveau du centromère et assurer la protection de la Cohésine centromérique. La microscopie confocale proche de la super-résolution a été utilisée pour montrer que deux sous-populations de Sgo2 sont localisées au centromère, dont l'une seulement est requise pour la protection. Contrairement à ce qui avait été proposé dans d'autres études, le recrutement de Sgo2 par Mps1 se déroule indépendamment de la phosphorylation de l'Histone H2A par la kinase Bub1. La perte de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) kinasique de Mps1 dans l'ovocyte de souris conduit à la ségrégation précoce des chromatides soeurs en méiose I, et en conséquence, à la génération d'ovocytes aneuploïdes.

Ces résultats sont pertinents, car le recrutement de la protéine Sgo2 au centromère est diminué avec l'âge maternel, ce qui pourrait être dû à une baisse d'activité de Mps1, expliquant ainsi l'augmentation de la proportion d'ovocytes aneuploïdes avec l'âge chez la femme.

Référence publication:
Mps1 kinase-dependent Sgo2 centromere localisation mediates cohesin protection in mouse oocyte meiosis I.
Warif El Yakoubi, Eulalie Buffin, Damien Cladière, Yulia Gryaznova, Inés Berenguer, Sandra A. Touati, Rocío Gómez , José A. Suja, Jan M. van Deursen, and Katja Wassmann.
Nature Communications. 8, Article number: 694(2017) doi:10.1038/s41467-017-00774-3. Published online: 25 September 2017

Contact chercheur:
Katja Wassmann
Mammalian Oocyte Meiosis - M.O.M
Laboratoire 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...) du Développement
CNRS UMR 7622 – Inserm U 1156 – Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) P. et M. Curie
Institut de Biologie Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine,...) Seine (IBPS)
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