La modélisation mathématique de la mitose
Des chercheurs financés par l'UE provenant de huit pays d'Europe ont collaboré au titre du projet MITOSYS(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (Systems biology of mitosis) en vue de mettre au point des modèles mathématiques de la division cellulaire mitotique chez l'homme, au niveau des systèmes. Les chercheurs se sont intéressés aux quatre étapes cruciales de la mitose: l'assemblage du fuseau mitotique, le point de contrôle de l'assemblage, les kinétochores, la ségrégation des chromosomes mitotiques et la sortie de mitose MITOSYS a généré des données cinétiques et quantitatives sur les protéines mitotiques à l'aide de l'imagerie microscopique, de la biochimie, de la biophysique, de techniques à molécule unique et de protéomique. Les kinétochores, les sous-complexes de kinétochores et la signalisation du point de contrôle ont été reconstitués, et les chercheurs ont produit des modèles mathématiques qui décrivent divers aspects de la ségrégation des chromosomes. À la fin du processus, un modèle mathématique de la sortie de mitose a été mis en place. Les chercheurs ont vérifié expérimentalement les modèles mathématiques du mécanisme de correction d'erreurs de la bi-orientation chromosomique et le point de contrôle de l'assemblage du fuseau. Ils ont également quantitativement décrit le contrôle spatial du réseau régulateur biochimique et de l'ordre temporel des évènements mitotiques (anaphase et cytokinèse). Ces résultats ont également été confirmés par des expériences. En les intégrant, un modèle détaillé de toutes les phases de la mitose a été établi pour combiner ces étapes avec la régulation à l'aide de nombreux régulateurs clés du cycle cellulaire. Des travaux sont en cours pour améliorer et de valider ces modèles même après la fin du projet. MITOSYS a mis au point de nouvelles techniques afin de faciliter la génération de données cinétiques et quantitatives sur la fonction des protéines dans les cellules humaines. Par exemple, ils ont établi un système d'imagerie de microscopie quantitative avec saisie automatique des données et une analyse qui a permis de visualiser des protéines mitotiques clés. Les membres du projet ont organisé un cours sur la modélisation mathématique en octobre 2014. Des expositions publiques sur la biologie des systèmes de la mitose et sa pertinence à la santé et à la maladie – «Lens on Life» ont été présentées dans trois villes d'Europe (Rome, Londres et Heidelberg) parallèlement au film documentaire intitulé «Meetings of Minds». Ces expositions comprenaient notamment un documentaire innovant sur l'art et les sciences autour de la mitose, désormais disponible sur le site web du projet(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Les activités du projet MITOSYS ont contribué au développement d'une description de la mitose au niveau des systèmes, ce qui n’est pas encore terminé. Le déroulement correcte de la mitose étant essentielle pour la santé, les maladies et le développement de médicaments font partie des applications potentielles.
