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Division cellulaire et géométrie de la cellule

17/03/2023
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Face au mystère que représentaient les évolutions de la géométrie du cytosquelette des cellules épithéliales en division, l’équipe dirigée par Yohanns Bellaïche au Centre de recherche de l’Institut Curie a mené son enquête. Les résultats de celle-ci, décrivant le rôle essentiel de petites protéines enzymatiques - les RhoGTPases - sur le cytosquelette d'actomyosine, viennent d’être publiés dans la revue Curent Biology. Un pas vers une meilleure compréhension du process maîtrisant le nombre de cellules et l’intégrité de leurs génomes.
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Ronde, allongée en forme de poire ou hexagonale, la forme des cellules est essentielle à la vie ! Tous les jours, des milliards de cellules se divisent dans notre organisme. Pour réussir chaque division, la cellule doit modifier au micromètre près la géométrie de son cytosquelette. Elle assure ainsi la ségrégation des génomes des cellules-filles de façon fidèle et prévient l’apparition de tumeur en contrôlant le nombre de cellules.

Mais, la façon dont ces changements de géométrie ont lieu dans les épithéliums était jusqu’alors inconnue. Pour répondre à cette question, nous avons couplé la puissance de la génétique de la drosophile à l’imagerie par microscopie

Explique Yohanns Bellaïche, chef de l’équipe Polarité, division et morphogenèse et directeur adjoint de l’unité Génétique et biologie du développement (CNRS UMR3215 / Inserm U934 / Sorbonne université) à l’Institut Curie.

Les travaux ont été menés au Centre de recherche de l’Institut Curie en collaboration avec l’équipe de chercheurs de Eurico Morais-de-Sá de l’Instituto de Investigação e Inovação em Saúde da Universidade do Porto (I3S) au Portugal.

En analysant image par image, la dynamique filmée de très nombreuses protéines, au cours de divisions cellulaires dans les épithéliums, nous avons mis en évidence une chorégraphie complexe des protéines, les RhoGTPases

Reprend le biologiste.

Ces dernières remodèlent le cytosquelette d'actomyosine de la cellule et ainsi maîtrisent sa géométrie. De cette chorégraphie moléculaire, émerge un ballet où chaque cellule en division coordonne ses changements de géométrie avec les cellules qui l’entourent. Résultat : les deux cellules-filles sont à la bonne place et bien attachées à leurs voisines.

Grâce à l’imagerie à haute résolution spatiale et temporelle, nous avons ainsi mis en évidence, pour la première fois, des mécanismes d'activation de ces RhoGTPases qui participent au bon déroulement de la morphogenèse et sous-tendent la conformité de la division des cellules épithéliales.

Poursuit le chef d’équipe.

Mais les chercheurs ne perdent pas de vue que le moindre « faux pas » dans ce ballet peut participer au développement d’un foyer tumoral.

Systematic analysis of Drosophila RhoGEF/GAP localizations uncovers regulators of mechanosensing and junction formation during epithelial cell division
Florencia di Pietro, Mariana Osswald, José M De las Heras, Ines Cristo, Jesus Lopez- Gay, Zhimin Wang, Stéphane Pelletier, Isabelle Gaugué, Adrien Leroy, Charlotte Martin, Eurico Morais-De-Sá, Yohanns Bellaïche. Current Biology, 13 février 2023 https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(23)00062-3

Soutien de l’ERC
Les travaux de cette équipe bénéficient d’un soutien du Conseil européen de la recherche (ERC) afin de développer un outil informatique d’intelligence artificielle qui apprend à reconnaître, sur des images de microscopie, quand un phénomène biologique est sur le point de se produire, et adapter alors la prise d’image, en zoomant ou en prenant une succession d’images plus rapprochées dans le temps