Des chercheurs développent un modèle de cycle cellulaire des mammifères
Le processus de division cellulaire joue un rôle important pour les organismes uni- et pluricellulaires, notamment pour la transformation des oeufs fertilisés en organismes matures. Un mauvais contrôle de la division cellulaire peut provoquer une prolifération des tumeurs et le développement d'un cancer. Des chercheurs de l'Université Libre de Bruxelles (ULB) en Belgique ont développé un modèle dynamique détaillé du cycle cellulaire des mammifères. Les résultats, publiés par la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), permettront de mieux comprendre le rôle du cycle cellulaire dans les pathologies et le fonctionnement normal des organismes vivants. Ces travaux s'inscrivent dans le cadre du projet BIOSIM («Biosimulation - a new tool in drug development»), financé par l'UE à hauteur de 11 millions d'euros au titre du domaine thématique «Sciences de la vie, génomique et biotechnologie pour la santé» du sixième programme-cadre (6e PC). BIOSIM est coordonné par l'université technique du Danemark, et ses partenaires viennent de Belgique, d'Allemagne, d'Espagne, de France, de Hongrie, des Pays-Bas, de Slovaquie, du Royaume-Uni et de Suède. D'après les chercheurs, les données obtenues ces 20 dernières années montrent que le cycle cellulaire est contrôlé par un réseau de protéines kinases dépendantes des cyclines (Cdk). «La progression dans le cycle cellulaire est contrôlée par l'activation séquentielle et transitoire d'une famille de Cdk, qui permet alors une succession ordonnée des différentes phases du cycle, bien qu'il semble qu'il y ait un certain chevauchement au niveau des cyclines et des Cdk», expliquent les auteurs de l'étude. «Les protéines Cdk ne sont activées que lorsqu'elles forment un complexe avec leur cycline correspondante.» Les chercheurs de l'ULB ont constaté qu'en raison de la complexité du processus de régulation du réseau de Cdk et de la difficulté à prévoir son évolution, les simulations informatiques des modèles de comportement idéal pourraient apporter aux chercheurs la réponse qu'ils recherchent. Un doctorant de l'ULB, Claude Gérard, a développé un modèle très détaillé portant sur la dynamique du cycle cellulaire chez les mammifères. «Le modèle contient quatre modules Cdk régulés par phosphorylation-déphosphorylation, par des inhibiteurs de Cdk, et par la synthèse ou la dégradation de protéines», peut-on lire dans l'étude. «Les facteurs de croissance suscitent la transition d'un état stationnaire stable, état de quiescence, à un état de prolifération caractérisé par des oscillations entretenues du réseau de Cdk. Ces oscillations correspondent à l'activation transitoire et répétitive des complexes cycline D/Cdk4-6 en phase G1, cycline E/Cdk2 à la transition G1/S, cycline A/Cdk2 en phase S et à la transition S/G2, et cycline B/Cdk1 à la transition G2/M.» L'équipe explique également que le modèle prévoit qu'en présence d'un niveau suffisant de facteurs de croissance, les interactions de régulation au sein du réseau de Cdk peuvent générer de soudaines oscillations entretenues qui correspondent à l'activation contrôlée et répétée des différents complexes de cyclines et de Cdk au cours du cycle cellulaire. «Les résultats actuels montrent que l'activation séquentielle des modules de Cdk dans le réseau est déclenchée par l'auto-organisation temporelle correspondant au fonctionnement périodique et global du cycle cellulaire des mammifères», font remarquer les auteurs.
Pays
Belgique, Allemagne, Espagne, France, Hongrie, Pays-Bas, Suède, Slovaquie, Royaume-Uni