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Les GIPs de l’Arabette, architectes du centromère

Des chercheurs de l’Institut de biologie moléculaire des plantes, en collaboration avec des chercheurs de l’Université d’Amsterdam et de l’Institut für Pflanzengenetik à Gatersleben (Allemagne) identifient les GIPs, 2 petites protéines de l’Arabette, comme un nouvel acteur clé de la régulation de la division cellulaire en montrant qu’elles jouent un rôle essentiel dans la cohésion du centromère. Ces travaux publiés dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension de l'initiation de certains processus cancéreux.

Le centromère est constitué de séquences d'ADN satellite répétées et son identité est déterminée par la présence d’un variant d’histone H3 appelé CENH3. Il est le site du recrutement de protéines spécifiques structurant le kinétochore, un complexe assurant la liaison des chromosomes aux microtubules du fuseau de division. Le maintien au centromère d'une cohésion des chromatides dupliquées en phase S est nécessaire jusqu'à leur séparation en anaphase. Le centromère est donc un acteur majeur requis pour la répartition équilibrée des chromosomes au cours de la division cellulaire mais la régulation de son assemblage et du maintien de la cohésion centromèrique reste encore mal compris.
Marie-Edith Chabouté, au sein de l’équipe d’Anne-Catherine Schmit à l’Institut de biologie moléculaire des plantes à Strasbourg, montre que 2 petites protéines de l’Arabette des dames (Arabidopsis thaliana), GIP1 et GIP2, initialement identifiées dans l’équipe comme des régulateurs de complexes de nucléation des microtubules, se trouvent aussi associées au centromère. Elles ont un rôle clé dans l’assemblage des complexes protéiques au kinétochore et régulent ainsi la stabilité chromosomique au sein des cellules en division. De petite taille, elles pourraient estampiller des complexes protéiques différents en leur conférant leur identité fonctionnelle.
En l'absence des GIPs, le manque de cohésion centromérique induit une séparation prématurée des chromosomes et leur répartition déséquilibrée lors des divisions cellulaires (voir figure). Compte-tenu de la conservation des protéines GIP au cours de l'évolution, des algues vertes jusqu'à l'homme, la découverte inattendue de leur rôle dans l’assemblage du centromère ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes régulateurs de la division cellulaire chez les eucaryotes et l'homme en particulier. En effet, une dérégulation de la fonction centromérique étant symptomatique de nombreux cancers, les protéines GIP offrent donc de nouvelles pistes d'étude au delà des frontières du monde végétal.

Figure : Visualisation des défauts de cohésion et de séparation des chromosomes dans des cellules en division du méristème racinaire d’Arabidopsis thaliana d'un mutant gip1gip2 (C, D) comparativement à des cellules sauvages (A, B) en anaphase/télophase. Les pointes de flèches indiquent des chromatides retardées qui déséquilibrent le patrimoine génétique de chaque noyau fils. Barre d’échelle : 2 µm.

© Marie Edith Chabouté. Anne-Catherine Schmit

Références :

  • Arabidopsis MZT1 homologs GIP1 and GIP2 are essential for centromere architecture
    M. Batzenschlager, I. Lermontova, V. Schubert, J. Fuchs, A. Berr, M. A. Koini, G. Houlné, E. Herzog, T. Rutten, M. Alioua, P. Fransz, A.C. Schmit and M.E. Chabouté
    Proc. Natl. Acad. Sci. June 29, 2015, doi:10.1073/pnas.1506351112

Contacts :

  • Marie-Edith Chabouté
    Institut de biologie moléculaire des plantes
    CNRS UPR 2357
    12 Rue du général Zimmer
    67084 STRASBOURG CEDEX

    Tél : 03 67 15 53 77