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Un œuf de qualité passe de dur à mollet

Le gamète femelle est formé à l’issue de deux divisions cellulaires très asymétriques en taille. L’asymétrie de la première division est assurée par la migration, à la périphérie de la cellule ou cortex, du fuseau méiotique, machinerie qui transporte et sépare les chromosomes. De récents travaux montrent que l’ovocyte doit se ramollir, mais pas trop, pour permettre la migration du fuseau au cortex. Cette étude est publiée dans la revue Nature Communications

La méiose femelle consiste en la succession de deux divisions très asymétriques en taille sans synthèse d’ADN intermédiaire, produisant un gros gamète rond, haploïde et fécondable nécessaire pour la reproduction sexuée: l’ovocyte. Chez la souris, la première division méiotique, ou méiose I, est asymétrique grâce au positionnement excentré du fuseau, l’appareil qui embarque et sépare les chromosomes. En effet, il se forme au centre de la cellule et migre en périphérie, au cortex. Le positionnement du fuseau est assuré par deux réseaux d’actine se mettant en place progressivement dans la cellule, un cytoplasmique et un cortical.
En appliquant une approche pluridisciplinaire combinant biologie, physique et modélisation, une équipe du Collège de France, en collaboration avec des chercheurs de l’Institut Curie, du Weizmann Institute of Science, de l’Université Pierre et Marie Curie et de l’Université Evry Val d’Essonne, montre que le réseau d’actine cortical permet de ramollir le cortex de l’ovocyte, favorisant la migration du fuseau indispensable pour l’asymétrie de la division. Ce ramollissement est réalisé par l’expulsion de la Myosine-II du cortex, une protéine qui le durcit quand elle y est associée. Le réseau d’actine se formant au démarrage du processus de migration du fuseau est suffisant pour chasser cette Myosine-II du cortex. Le fuseau de division est tiré vers le cortex par ses deux pôles grâce à l’action de moteurs moléculaires. Se formant de manière légèrement excentrée dans cette cellule ronde, il se dirige vers le cortex le plus proche. Un cortex mou peut se déformer et ainsi produire une plus grande surface sur laquelle les moteurs vont pouvoir s’ancrer et tirer, assurant ainsi un mouvement plus efficace du fuseau vers la périphérie.
Cependant, trop ramollir le cortex empêche également la migration du fuseau, un cortex trop mou ne pouvant être générateur de force. Ainsi, une fenêtre étroite de tension corticale guide le positionnement du fuseau dans l’ovocyte de souris, permettant une division asymétrique. Ce mécanisme de positionnement est extrêmement original puisqu’il repose sur la coopération entre des réseaux d’actine et les propriétés mécaniques du cortex et non sur un positionnement dépendant des microtubule comme dans la plupart des cellules somatiques en division.
Au moins 10% des grossesses humaines débouchent sur la formation d’embryons aneuploïdes n’ayant pas le bon contenu chromosomique. Dans la majorité des cas, les erreurs entrainant l’aneuploïdie ont lieu lors de la méiose I. Ces erreurs augmentent avec l’âge de la mère, un problème de santé publique majeur dans nos sociétés modernes où les femmes démarrent leur grossesses à un âge plus avancé, en ayant un recours accru à des techniques d’aide à la procréation. L’identification de caractéristiques facilement mesurables définissant la qualité d’un ovocyte, comme la tension corticale, est donc fondamental.

Figure : Organisation de l’actine dans un ovocyte de souris en fin de méiose I. Image en microscopie confocale et schéma d’un ovocyte en fin de méiose I, 7h après la rupture de l’enveloppe nucléaire. Sur l’image, le réseau d’actine est en gris, la double flèche rouge indique le réseau d’actine cortical et la barre d’échelle mesure 10m. Sur le schéma, l’actine est en rouge, le fuseau de microtubules en vert, les chromosomes en bleu et les centres organisateurs des microtubules en marron.

Références :

  • A narrow window of cortical tension guides asymmetric spindle positioning in the mouse oocyte
    A. Chaigne, C. Campillo, N.S. Gov, R. Voituriez, C. Sykes, M.H. Verlhac, M.E. Terret
    Nature Communications. 2014. 5:6027. DOI:10.1038/ncomms7027



Contact chercheurs

  • Marie Emilie Terret
    CIRB, Collège de France
    11, place Marcelin Berthelot
    75231 Paris Cedex 05

    Tel :01 44 27 16 92