Division asymétrique et destin cellulaire

Division asymétrique & destin cellulaire : Comprendre comment la répartition inégale des organites au cours de la division cellulaire asymétrique contrôle l'identité cellulaire

Les mammifères sont composés de centaines de types cellulaires différents, qui proviennent tous originellement d’un petit groupe de cellules souches non différenciées. Au sein de notre laboratoire, nous étudions comment les divisions asymétriques contribuent à générer cette grande diversité cellulaire.

La division cellulaire asymétrique est le processus par lequel une cellule mère peut générer deux cellules filles ayant des destins cellulaires différents. Ce processus repose notamment sur la distribution inégale de composants cellulaires, ce qui confère une identité propre à chaque cellule fille. Entre autres, plusieurs de ces facteurs de détermination du destin cellulaire sont des organites essentiels. Cela inclut les lysosomes, les mitochondries et les autophagosomes, qui sont indispensables au maintien homéostatique de la cellule.

Notre objectif est de découvrir les mécanismes moléculaires à l’origine de cette distribution inégale des organites, et de comprendre comment ces mécanismes façonnent l’identité des cellules filles chez les mammifères.

Pour y répondre, nous étudions le rôle de marqueurs de polarité corticale, qui influencent à la fois la distribution des organites ainsi que la détermination du destin cellulaire. Ces protéines de polarité sont localisées de manière asymétrique le long du cortex des cellules en division et coordonnent la division asymétrique de la cellule. Elles peuvent être générées au sein même des cellules souches (signaux intrinsèques) ou produites par des cellules voisines, au sein de ce que l’on appelle la niche des cellules souches (signaux extrinsèques). Tout cela crée un réseau de régulation complexe. Comprendre comment ces signaux interagissent, influencent la répartition des organites et modifient leurs fonctions au cours de la division — de manière individuelle ou coopérative — est essentiel pour révéler les décisions liées au destin cellulaire prises par les cellules. 

Afin de mieux comprendre ces processus à l’échelle moléculaire, nous utilisons une technique de ‘polarisation synthétique’ (Watson* & Krüger* et al., Cell, 2023). Cette approche de biologie synthétique permet de recréer artificiellement des divisions asymétriques au sein de populations cellulaires en culture, y compris de cellules souches. Elle offre un contrôle précis des signaux intrinsèques et extrinsèques, rendant possible une analyse à haut débit, au niveau moléculaire, de ces divisions — jusque-là uniquement accessibles dans le contexte d’un organisme dans son ensemble.