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Actualités scientifiques

Identification d’un nouveau point de contrôle indispensable au bon fonctionnement de la cellule

Illustration : schéma de la corrélation négative entre la taille des cellules et la durée de la phase G1

Multiple inputs ensure yeast cell size homeostasis during cell cycle progression.

Garmendia-Torres C(1), Tassy O(1), Matifas A(1), Molina N(1), Charvin G(1).

Elife 4 juillet 2018


16 août 2018

La coordination de la croissance et de la division des cellules est essentielle à leur fonctionnement. Chez la levure du boulanger, le mécanisme par lequel l’homogénéité de la taille des cellules est établie et maintenue tout au long du cycle cellulaire est encore largement méconnu. Dans cette étude, l’équipe de Gilles Charvin à l’IGBMC (CNRS/Inserm/Université de Strasbourg) a identifié un nouveau point de contrôle de la taille des cellules au cours du cycle cellulaire. Ces résultats sont publiées le 9 Août 2018 dans la revue eLife.

La vie d’une cellule se déroule selon un ensemble d’étapes constituant le cycle cellulaire : les cellules grandissent, en dupliquant notamment du matériel génétique et des organites cellulaires, puis se divisent. Leur bon fonctionnement exige donc une coordination appropriée entre leur croissance et leur division. Si un point de contrôle de la taille des cellules au cours de la phase G1 du cycle cellulaire a déjà été identifié dans de précédents travaux, le mécanisme qui permet d’assurer l’homogénéité de taille est encore mal caractérisé. Jusqu’à présent, les recherches ont montré que lorsque la cellule est trop petite, ce point de contrôle en phase G1 bloque son entrée en phase de division cellulaire jusqu’à ce qu’elle ait atteint la taille requise. La durée de la phase G1 est donc d’autant plus longue que la taille de la cellule est petite à la naissance. Plusieurs modèles ont été proposés pour expliquer le fonctionnement de la détection de la taille, mais le mécanisme détaillé reste encore mal compris.

 

Dans cette étude, les chercheurs de l’équipe de Gilles Charvin se sont demandés si un tel point de contrôle pouvait exister à d’autres phases du cycle cellulaire. Pour le déterminer, ils ont utilisé un marqueur fluorescent permettant de décomposer le cycle dans ses quatre phases et de corréler la taille des cellules avec la durée de chaque phase. Ce marqueur leur permettait plus précisément d’observer la synthèse des histones, protéines associées à l’ADN dont la quantité fluctue durant le cycle.

 

Dans un premier temps, les chercheurs ont validé leur technique en observant le contrôle de la taille des cellules qui s’opère en phase G1 du cycle cellulaire. Ils ont ensuite non seulement identifié un autre point de contrôle en phase G2 mais aussi démontré que ce second point de contrôle était plus important.

 

Pour confirmer leurs observations, les chercheurs ont observé l’impact de mutations de gènes liés à la progression du cycle cellulaire sur ce mécanisme. Ils ont ainsi montré que les mutants de gènes impliqués dans la progression de la phase G1 ont peu d’effet sur l’homogénéité de la taille des cellules. De façon inattendue, parmi les gènes du cycle cellulaire testés qui affectent la compensation de la taille dans G1 ou G2, les chercheurs ont constaté que les gènes liés à la régulation de l'activité de la cycline B-Cdk avaient l'impact le plus fort sur l'homogénéité de la taille des cellules.

 

Cette étude, dans laquelle la progression du cycle cellulaire a été suivie avec une précision sans précédent chez la levure, démontre que l'homogénéité de taille des cellules ne provient pas d'un mécanisme spécifique, mais est la résultante de plusieurs mécanismes qui coordonnent la croissance cellulaire avec la division.

 

Cette étude a été soutenue par le programme ATIP-Avenir (G.C.), par la Fondation pour la Recherche Médicale (G.C.), et par l’ANR.

 

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