Un nouveau mode de ségrégation des chromosomes dévoilé
Au cours de la division cellulaire, la distribution des chromosomes doit être rigoureusement contrôlée. Ce contrôle assure l’intégrité génétique des cellules et des organismes, et les protège ainsi contre l’aneuploïdie, source de cancers, de défauts de développement ou d’avortement spontané. En étudiant les divisions de l’ovocyte du ver nématode Caenorhabditis elegans, l’équipe de Julien Dumont à l’Institut Jacques Monod identifie un mécanisme original, et probablement conservé, permettant de distribuer les chromosomes entre les cellules filles. Ces travaux ont été publiés le 14 novembre 2017 dans la revue Nature Communications.
Au cours de la multiplication des cellules, pendant la phase de division cellulaire, les chromosomes sont distribués entre les futures cellules filles. Le fuseau de division formé de microtubules très dynamiques, est l’acteur clef de cette distribution. Les microtubules interagissent d’abord avec les chromosomes afin de les aligner au centre du fuseau. Puis, lorsqu’ils sont tous alignés, les chromosomes sont séparés en deux lots équivalents et distribués entre les deux futures cellules filles. Dans la plupart des cellules, l’interaction des microtubules avec les chromosomes fait intervenir un complexe de protéines recruté sur chaque chromosome et appelé kinétochore. Les microtubules du fuseau de division « tirent » sur les kinétochores afin de ségréger les chromosomes dans les deux futures cellules filles. Une exception à cette règle est observée dans les cellules sexuelles femelles, ou ovocytes, du nématode Caenorhabditis elegans. En effet, dans ces cellules, la répartition des chromosomes est indépendante des kinétochores. Les mécanismes permettant alors la répartition correcte des chromosomes dans ces ovocytes étaient inconnus.
Les chercheurs dévoilent un nouveau mécanisme permettant la ségrégation des chromosomes, en utilisant l’ovocyte du nématode Caenorhabditis elegans comme modèle d’étude. De manière inattendue, ce mécanisme fait intervenir une structure composée de microtubules assemblés entre les chromosomes pendant leur séparation, et appelée fuseau central d’anaphase. Les chercheurs montrent que les microtubules de ce fuseau central « poussent » les chromosomes vers les futures cellules filles. En d’autres termes, la force « classique » de traction permettant la ségrégation des chromosomes via les kinétochores dans la plupart des cellules, est ici remplacée par une force de poussée indépendante des kinétochores.
Ces résultats démontrent que différents mécanismes de ségrégation des chromosomes ont émergé au cours de l’évolution. Par ailleurs, le fuseau central d’anaphase étant présent dans toutes les cellules en division, ce nouveau mécanisme de poussée est probablement conservé et pourrait agir en parallèle du mécanisme classique de traction dans la plupart des cellules.
© Kimberley Laband et Julien Dumont
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Laband, K., Le Borgne, R., Edwards, F., Stefanutti, M., Canman, J.C., Verbavatz, J-M. & Dumont, J.
Chromosome segregation occurs by microtubule pushing in oocytes
Nat Commun, 14;8(1):1499 (2017). doi: 10.1038/s41467-017-01539-8