La chorégraphie du fuseau lors des divisions des cellules souches
La position correcte du fuseau lors d’une division cellulaire asymétrique, celle des cellules souches, assure le bon destin des cellules filles. Les microtubules astraux, filaments semi-flexibles très dynamiques, contribuent à générer les forces impliquées. Dans cet article publié dans la revue EMBO reports, des scientifiques notamment de l'Institut de génétique et développement de Rennes (IGDR - CNRS/Université Rennes 1) ont mesuré les comportements individuels de ces filaments, déchiffrant les multiples régulations à l’œuvre. Pour cela, ils ont combiné expérimentations in vivo sur l’organisme modèle nématode et vision par ordinateur.
Lors des divisions asymétriques, il est essentiel de positionner le fuseau mitotique correctement, de manière décalée par rapport au centre de la cellule. Le fuseau joue le premier rôle durant la division cellulaire. Il permet la séparation des chromosomes grâce aux microtubules connectant les centrosomes situés aux pôles du fuseau et les chromosomes situés au milieu. De plus, sa position finale dicte celle du sillon initiant la cytocinèse, c’est-à-dire le partage du contenu de la cellule et de sa membrane. Dans le cas des cellules à caractère souche, qui sont polarisées, les deux cellules filles n’héritent pas des mêmes contenus et ont donc des destins différents. L’une garde un caractère souche et l’autre se différencie en tissu. Ce processus est très courant dans le règne animal, y compris chez l’homme. Cependant, un défaut de positionnement du fuseau fausse le destin cellulaire et conduit éventuellement à une prolifération anormale jusqu’au développement d’un cancer.
Les scientifiques utilisent un organisme modèle classique pour étudier la régulation de ce positionnement : l’embryon polarisé à une cellule du nématode Caenorhabditis elegans, un petit ver non pathogène et naturellement présent dans les sols de nos régions. Dans cette cellule, les pronoyaux ainsi que les centrosomes, et ensuite le fuseau, effectuent un ballet complexe. Ils se déplacent depuis l’extrémité postérieure de la cellule vers le centre pour ensuite retourner du côté postérieur. Cette chorégraphie très stéréotypée doit être respectée afin que la cellule fille postérieure garde un caractère souche (elle donnera en particulier la lignée germinale) alors que la cellule antérieure en se divisant conduira à la formation d’une partie des tissus du ver.