L’analyse mathématique pour mieux comprendre les mécanismes de la division cellulaire
Dans un article publié dans la revue PLoS Computational Biology, des scientifiques, notamment de l'Institut de génétique et développement de Rennes (IDGR, CNRS/Inserm/Université de Rennes), ont utilisé une approche de science des données pour étudier les variations observées entre différentes cellules dans la formation du fuseau. Cette structure permet la migration des chromosomes lors de la division cellulaire, assurant sa fidélité. En particulier, Ils ont montré que trois paramètres sont suffisants pour expliquer cette variabilité.
Une approche de science des données pour étudier la variabilité cellulaire
Chaque cellule est différente de sa voisine. Quantifier cette variabilité est indispensable car elle contient des informations importantes sur les mécanismes cellulaires sous-jacents.
Dans un article publié dans la revue PloS Computational Biology les scientifiques se sont intéressés à la longueur du fuseau mitotique, qui se forme pour permettre la migration des chromosomes lors de la division cellulaire, pour étudier cette variabilité. Cette mesure est utilisée couramment pour indiquer si la division se passe correctement.
Ils ont utilisé le ver nématode, Caenorhabditis elegans, pour mener à bien cette étude. En effet, chez ce modèle, les divisions cellulaires sont bien connues et se produisent de manière reproductible. De plus il est facile de manipuler le génome de façon à contrôler avec précision la relation entre le phénotype et le génotype.
Les scientifiques ont donc rassemblé les courbes de l’élongation de 1500 cellules en condition contrôle et génétiquement perturbées pour représenter la variété des possibilités. Afin de réaliser une analyse sans a priori, ils ont basé leur approche uniquement sur les données. Les descripteurs de variabilité ont été automatiquement extraits. Avec cette méthode, ils ont obtenu deux descripteurs proches de ceux déjà connus : la longueur du fuseau et le taux d'élongation en anaphase (étape de la mitose ou les chromosomes atteignent le pôle du fuseau mitotique). Mais les scientifiques en ont découvert un nouveau : le raccourcissement en fin de métaphase (étape de la mitose où les chromosomes sont rassemblés au centre du fuseau) – présent dans toutes les conditions. Un tel phénotype était auparavant limité aux cellules avec des attachements de chromosomes défectueux.