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Actualités scientifiques

La chromatine, fin régulateur du cycle cellulaire

The role of PR-Set7 in replication licensing depends on Suv4-20h.

Beck DB, Burton A, Oda H, Ziegler-Birling C, Torres-Padilla ME, Reinberg D.

Genes Dev 14 novembre 2012


15 novembre 2012

Des travaux menés par l’équipe de Maria-Elena Torres-Padilla à l’IGBMC, en collaboration avec celle de Danny Reinberg du Howard Hughes Medical Institute à l’Université de New-York, mettent en évidence les mécanismes de la régulation du cycle cellulaire par deux enzymes méthylases contrôlant le degré de condensation de la chromatine. Ils montrent également certaines spécificités observables dans l’embryon précoce. Leurs résultats sont publiés le 14 novembre dans la revue Genes & Development.


L’ADN et le cycle cellulaire

Le cycle cellulaire est l’ensemble des phases par lesquelles une cellule passe entre deux divisions. Au cours de ce cycle, l’information génétique change de forme. Pendant la mitose (division de la cellule en deux cellules filles identiques), l’ADN est très condensé et apparaît sous forme de chromosomes. En revanche pendant l’interphase (période entre deux mitoses), l’ADN est plutôt décondensé et se situe dans le noyau.

 

Les différents états de la chromatine, une histoire de méthylation

La forme sous laquelle se présente l’ADN est appelée chromatine. L’euchromatine est constituée d’ADN décondensé et actif, tandis que l’hétérochromatine est formée d’ADN condensé et inactif. L’euchromatine et l’hétérochromatine sont définies selon le nombre de groupes méthyle sur les histones, protéines autour desquelles se condense l’ADN. Ces deux états régulent le déroulement du cycle cellulaire. Les chercheurs de l’équipe de Maria-Elena Torres-Padilla et Danny Reinberg se sont donc intéressés aux méthylations des histones, et notamment celle de l’histone H4  qui se déroule en 3 étapes. L’enzyme PRset7 est responsable d’une première méthylation, tandis que Suv4-20 permet une deuxième puis une troisième méthylation de l’histone. Ils ont notamment montré que la première méthylation est responsable de la régulation de la réplication de l’ADN (duplication de l’information génétique pendant l’interphase avant la division cellulaire). Globalement, un mauvais fonctionnement de ces enzymes provoque des dommages à l’ADN en bouleversant le cycle cellulaire.

 

Dans l’embryon précoce, un fonctionnement différent

Les mêmes équipes avaient déjà observé que la suppression de PRset7 dans l’embryon ne provoquait pas de dommage à l’ADN, contrairement aux tests réalisés dans des cellules souches, ce qui suggérait un fonctionnement spécifique de la chromatine chez l’embryon. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont introduit par microinjection Suv4-20 afin de condenser artificiellement la chromatine en hétérochromatine. Ils ont observé que dans ce cas, l’embryon précoce détecte bien les dommages à l’ADN et interrompt son développement en absence de PRset7. La réponse diminuée aux dommages à l’ADN dans l’embryon précoce mutant serait donc due à l'état de chromatine, qui n’est pas présente sous forme d’hétérochromatine.

 

Ces résultats apportent de nouveaux éclairages sur les mécanismes de régulation du cycle cellulaire et de la bonne synthèse de l’ADN. Ils suggèrent également un mode de fonctionnement très différent chez l’embryon précoce des mammifères. La connaissance de ces spécificités est indispensable pour mieux comprendre les mécanismes de protection de l’ADN embryonnaire essentiel à son bon développement entre la fécondation et l’implantation de l’embryon dans l’utérus de la mère.

 

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