Les chercheurs découvrent un arrangement unique pour la division de la cellule oeuf
Les chercheurs du Laboratoire européen de biologie moléculaire (European Molecular Biology Laboratory, EMBL) ont découvert la façon dont le mécanisme moléculaire modifie la division cellulaire dans le développement des fonctions de la cellule oeuf. Dans leur article publié dans la revue Cell du mois d'août, les scientifiques donnent un nouvel aperçu du processus identifié chez les souris, lequel pourrait révéler les défaillances ayant lieu dans le développement de la cellule oeuf chez les humains. La première phase du développement de la cellule oeuf est la division de sa cellule génitrice, l'ovocyte. Contrairement aux autres cellules du corps humain, un ovocyte ne se divise pas de façon égale pour produire deux cellules soeurs identiques. Il subit plutôt une division réduite qui diminue de moitié son potentiel génétique, et génère une simple cellule oeuf comprenant 23 chromosomes au lieu des 46 trouvés chez les humains. La cellule oeuf doit absolument ne contenir que la moitié de la série complète de chromosomes, la seconde moitié étant introduite par les cellules des spermatozoïdes au cours de la fécondation. Le fuseau bipolaire est le mécanisme moléculaire qui s'assure que la cellule oeuf contienne le nombre correct de chromosomes. Il est composé de filaments de protéines, appelés microtubules, qui font partie du cytosquelette. Les microtubules du fuseau s'attachent aux chromosomes, les séparent et extraient la moitié de l'ovocyte pour la placer dans un petit corps polaire qui est par la suite expulsé. «On trouve des fuseaux microtubulaires dans toutes les cellules en division. Les ovocytes ne disposent pas de centrosomes, les organelles spécialisées dans la formation du fuseau», affirme Jan Ellenberg, coordinateur de l'Unité de régulation de l'expression génétique au Laboratoire européen de biologie moléculaire. «Toutes les autres cellules contiennent deux centrosomes qui génèrent les microtubules. Ces derniers déterminent la structure bipolaire du fuseau qui est essentielle à l'expulsion de la moitié des chromosomes hors de l'ovule. Pendant très longtemps, nous ne savions pas comment les ovocytes des mammifères pouvaient assembler un fuseau bipolaire sans de tels centrosomes.» En observant au fil du temps l'assemblage du fuseau sur des souris vivantes à l'aide d'un microscope haute résolution, les scientifiques ont découvert que les centrosomes absents étaient remplacés par un système flexible de centres d'organisation de nombreux petits microtubules (microtubule organising centres - MTOCs) dans les ovocytes. Comme les centrosomes, ces centres d'organisation de nombreux petits microtubules servent de plateformes où se développent les microtubules. Cependant, ce ne sont pas des structures permanentes. Les centres d'organisation de nombreux petits microtubules se forment uniquement lorsque la division est sur le point de commencer. Ils s'accumulent alors dans le centre de la cellule. Les 80 centres d'organisation de nombreux petits microtubules individuels commencent alors à interagir dans une lutte sans merci, en se poussant et se tirant les uns les autres. Ceci conduit finalement à un fuseau auto-organisé à deux pôles, dans lequel tous les chromosomes sont alignés de façon précise pour la phase suivante d'élimination des chromosomes. «Assembler un fuseau à partir de tant de centres nécessite beaucoup de temps et implique une coordination importante dans le temps et l'espace», déclare Melina Schuh, qui a mené la recherche dans le laboratoire du Dr Ellenberg. «Si le fuseau ne parvient pas à séparer les chromosomes avec précision, le résultat peut se traduire par le syndrome de Down ou l'infertilité. C'est pourquoi il est primordial de comprendre dès maintenant la façon dont cette division cruciale est orchestrée en début de vie.»