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Un mécanisme clé de différenciation cellulaire dévoilé

L'image montre une cellule de levure pendant la division. Les pores nucléaires, qui permettent aux molécules d'entrer et de sortir du noyau, sont colorés en rouge et montrent comment le noyau se divise entre la cellule mère et la cellule fille. Une protéine au milieu de la cellule qui divise (couleur verte) se lie aux pores nucléaires lorsqu'ils pénètrent dans la cellule fille. Cela provoque des changements dans ces pores, qui à leur tour modifient le comportement d'autres protéines et gènes dans le noyau cellulaire de la fille, ce qui contribue aux différences entre les cellules mères et les filles.

12 mars 2018

La division cellulaire asymétrique est le processus par lequel une cellule se divise en deux cellules qui sont différentes l'une de l'autre. Ce type de division génère de la diversité cellulaire et est essentiel au développement d'organismes multicellulaires, tels que les plantes et les animaux. L'équipe de Manuel Mendoza à l'IGBMC (CNRS/Inserm/Unistra), au Centre de Régulation Génomique (CRG) et à l'Université Pompeu Fabra de Barcelone, en Espagne, a découvert un nouveau mécanisme de régulation du devenir des cellules lors de cette division chez la levure Saccharomyces cerevisiae. Les chercheurs ont montré qu'une modification chimique des pores nucléaires, des complexes protéiques présents sur l’enveloppe nucléaire, entraîne des changements dans leurs fonctions et influence la différenciation cellulaire. Cette étude a été publiée le 12 Mars 2018 dans la revue Nature Cell Biology.

 

Processus indispensable à la vie, la division cellulaire permet à une cellule de se diviser en deux cellules filles. Ce mécanisme fondamental permet la croissance et la régénération des organismes. Un type particulier de division cellulaire est la division asymétrique, dans laquelle une distribution inégale des déterminants du devenir cellulaire entre les nouvelles cellules conduit à des identités différentes. Dans cette étude, les chercheurs ont étudié les cellules de la levure du boulanger, qui se divisent asymétriquement pour produire une cellule mère et une cellule fille. Ils ont découvert qu'un changement chimique des pores nucléaires dans les cellules filles est essentiel à leur identité distincte.

 

Les pores nucléaires sont de grands complexes protéiques qui forment des canaux dans l’enveloppe qui sépare le noyau, contenant l'information génétique, du reste de la cellule. Ces complexes agissent donc comme de petites portes qui permettent le mouvement des molécules de l'intérieur vers l'extérieur du noyau, et vice-versa. Ils peuvent également interagir avec les gènes localisés dans le noyau pour réguler leur activation. Les chercheurs ont identifié une protéine qui s'associe spécifiquement aux pores nucléaires des cellules filles au cours de sa division et élimine une modification chimique de ces pores, appelée acétylation. Les différences dans l'acétylation des pores nucléaires entre les cellules mères et filles provoquent des différences dans le transport des molécules vers le noyau et dans l'interaction des gènes avec les pores nucléaires. Ces différences contribuent à des vitesses de division cellulaire différentes entre les cellules mères et les filles.

 

L'acétylation des pores nucléaires a déjà été observée dans des cellules humaines, mais la fonction de cette modification est inconnue. Ce mécanisme de désacétylation pourrait donc également réguler les fonctions des pores nucléaires et la détermination du devenir des cellules humaines qui se divisent asymétriquement, telles que les cellules souches. Ainsi, cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur les mécanismes impliqués dans le devenir des cellules souches et la régénération des tissus humains, ainsi que sur les pathologies associées aux défauts de ces processus, comme les troubles du développement et le cancer.

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