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Un mécanisme inédit de régulation de la position du sillon de division cellulaire

Des chercheurs de l’Institut de génétique et de développement de Rennes révèlent l’existence d’un mécanisme qui contrôle la position correcte du sillon de division et joue un rôle essentiel dans la répartition du matériel génétique lors de la division cellulaire. Cette étude qui ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des anomalies génétiques et l’apparition de tumeurs liées à une ségrégation anormale des chromosomes, est publiée dans la revue The Journal of Cell Biology. Lorsqu’une cellule se divise, son matériel génétique est réparti équitablement entre les deux cellules filles. Cette ségrégation du matériel génétique est une étape essentielle de la division cellulaire car une mauvaise répartition de l’ADN lors de la division provoque une aneuploïdie qui peut notamment conduire à la transformation tumorale des cellules. Plusieurs mécanismes assurent la répartition de l’ADN entre les cellules filles. Tout d’abord la formation du fuseau mitotique permet de séparer les chromosomes en deux lots égaux. Le fuseau mitotique contrôle ensuite la formation d’un sillon de division qui clive la cellule mère entre les deux lots de chromosomes. Une protéine du cytosquelette, la myosine, est aussi capable d’induire la formation d’un sillon de division, indépendamment de la présence du fuseau mitotique. Pourtant, dans certaines cellules, la myosine et le fuseau mitotique sont localisés à des côtés opposés de la cellule. Dans ces cellules, la position du sillon de division résulte-t-elle d’un équilibre entre les signaux venant du fuseau mitotique et de la myosine ? Ces signaux doivent-ils être régulés pour que la position du sillon permette de ségréger correctement l’ADN ? C’est à ces questions qu’Anne Pacquelet dans l’équipe de Grégoire Michaux, et ses collègues de l’Institut de Génétique et de Développement de Rennes (IGDR), Perrine Uhart et Jean-Pierre Tassan, ont cherché à répondre. Pour ceci, les chercheurs ont utilisé l’embryon du ver Caenorhabditis elegans au stade de une cellule dont la grande taille permet de visualiser facilement les différentes étapes de la division cellulaire. Dans cette cellule, la myosine s’accumule du côté antérieur en début de division alors que le fuseau mitotique est positionné du côté postérieur. A travers plusieurs expériences de génétique, ils ont découvert que la position du sillon de division coïncide avec celle du fuseau mitotique grâce à plusieurs protéines, l’anilline et les kinases PAR-4/LKB1 et PIG-1/MELK, qui restreignent l’accumulation de myosine active au niveau du sillon en formation. En absence de l’anilline et de PAR-4/LKB1 ou PIG-1/MELK, l’accumulation de myosine est augmentée et prolongée du côté antérieur et ceci provoque un important déplacement du sillon de division qui ne peut alors cliver entre les deux lots de chromosomes.

Cette étude révèle l’existence d’un mécanisme régulant l’activité de la myosine au cours de la division. Ce mécanisme est essentiel pour que la position du sillon coïncide avec celle du fuseau mitotique, permettant ainsi une ségrégation correcte du matériel génétique. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives concernant l’origine possible des anomalies de ségrégation du matériel génétique observées dans les cellules humaines ainsi que le rôle de la kinase PIG-1/MELK qui est connue pour être surexprimée dans de nombreuses tumeurs humaines.

Figure : L’anilline et les kinases PAR-4 et PIG-1 coordonnent la position du fuseau mitotique et du sillon de division. Lors de la première division de l’embryon de C. elegans, le fuseau mitotique induit la formation du sillon de division. Dans les embryons sauvages (à gauche), l’anilline, PAR-4 et PIG-1 empêchent l’accumulation de myosine active au cortex antérieur de l’embryon, le sillon clive entre les deux lots de chromosomes et le matériel génétique est correctement réparti entre les deux cellules filles. En absence de l’anilline et de PAR-4 ou PIG-1 (à droite), la myosine s’accumule de façon excessive au cortex : ceci provoque un déplacement du sillon vers le côté antérieur de la cellule, empêchant ainsi la ségrégation correcte de l’ADN.

© Anne Pacquelet

Références :

Contacts :

  • Anne Pacquelet
    Institut de Génétique et Développement de Rennes
    CNRS UMR 6290, Université de Rennes 1
    2 avenue du Professeur Léon Bernard
    CS 34317

    F-35043 Rennes Cedex

    Tél : 02 23 23 55 98