Selon une étude, des scientifiques médicaux de l’Université Northwestern ont déterminé comment les protéines du cytosquelette contribuent au développement des œufs en développement chez les mouches des fruits, des découvertes qui font progresser la compréhension de la façon dont les ovules se forment et se différencient des autres cellules sœurs. publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

Les ovocytes, ou ovocytes en développement, sont formés à partir d’un groupe de cellules sœurs au sein de l’ovaire lorsqu’une cellule se différencie en ovocyte et que les autres cellules deviennent des « infirmières », leur fournissant des « matériaux de construction », à savoir des ARNm, des protéines et des organites nécessaires à leur développement. croissance. Il a dit que les cellules nourricières nourrissent l’ovule puis meurent dans le cadre du processus de développement. Wen Lu, Ph.D.professeur adjoint de recherche Biologie cellulaire et du développement Et le premier auteur de l’étude.

« Nous appelons cela » les gagnants remportent tout « , et ces structures cellulaires interconnectées sont hautement conservées ; vous pouvez voir cela se produire depuis les mouches des fruits, notre système modèle, jusqu’aux mammifères, y compris les humains », a déclaré Lu.

Cependant, les mécanismes à l’origine de ce processus n’étaient pas bien compris, ce qui a incité le laboratoire à explorer davantage Vladimir Gelfand, Ph.D.Professeur Leslie B. Arey de sciences cellulaires, moléculaires et anatomiques et auteur principal de l’étude.

« Ces œufs sont essentiellement des parasites », a déclaré Gelfand, également professeur de biologie. Biologie cellulaire et du développement. « Ils ne fabriquent pas de protéines ; Tout cela se fait dans les cellules nourricières et est pompé dans l’œuf le long des microtubules, ces petites voies de chargement, par le moteur moléculaire cytoplasmique de la dynéine.

Dans la présente étude, les scientifiques ont cultivé des ovaires de mouches des fruits, qui partagent environ 75 % de leur ADN avec les humains et subissent des processus de développement cellulaire similaires.

Ensuite, les chercheurs ont utilisé l’imagerie en direct pour suivre les protéines à l’intérieur des ovules et des cellules nourricières. Ils ont observé que l’ovocyte génère un plus grand nombre de microtubules, qui sont des « autoroutes » intercellulaires utilisées pour accéder et transporter les protéines et autres ressources des cellules nourricières.

Chez l’homme, la protéine XMAP215 favorise la croissance des microtubules, tandis que chez les mouches des fruits, ce processus est régulé par un homologue génétique appelé microbroches (Msps).

Les scientifiques ont ensuite découvert que l’ARNm (ARN messager) de Msps, qui contient les instructions permettant de fabriquer la protéine Msps, était concentré dans l’ovule. Selon l’étude, la destruction de l’ARN messager (ARNm) a eu un effet négatif sur le développement des microtubules et la croissance cellulaire.

En utilisant l’hybridation in situ par fluorescence d’une seule molécule, les chercheurs ont découvert que la dynéine, une protéine motrice du cytosquelette qui transporte la cargaison le long des microtubules des cellules, était responsable de l’accumulation d’ARNm de Msps à l’intérieur de l’œuf.

Selon l’étude, l’élimination de la dynéine a entraîné une diminution de la quantité d’ARNm dans l’œuf, entraînant l’arrêt de la croissance cellulaire normale.

Les résultats identifient Msps et dynein comme un duo dynamique dans le contrôle de la spécialisation et du développement des œufs, a déclaré Gelfand. La dynéine apporte plus d’ARNm Msps dans l’œuf, et cet ARNm produit plus de protéine Msps, ce qui à son tour crée plus de traces de microtubules pour le moteur de la dynéine. De cette façon, la dynéine et le Msps forment une boucle de rétroaction positive qui favorise la croissance des œufs, a déclaré Gelfand.

« L’identité de l’œuf est une question fondamentale en biologie du développement », a déclaré Gelfand. « Savoir ce qu’implique l’identification d’un ovule parmi les 16 cellules interconnectées dont il naît est important car il s’agit de la première étape du développement. Il est utile de savoir que les microtubules et les moteurs des microtubules en sont une partie essentielle. »

Les recherches futures se concentreront sur les facteurs qui déterminent quelles cellules deviennent des œufs, a déclaré Gelfand.

« Nous voulons connaître le mécanisme derrière cela », a déclaré Gelfand, membre de l’association. Robert H. Cancer complet de Lurie De l’Université Northwestern. Est-il suffisant de transporter de petits fuseaux dans la cellule pour déterminer l’œuf ? Si on le pompe dans une cellule qui n’est pas censée être un œuf, est-ce suffisant pour le convertir ? Grâce à l’optogénétique, nous tenterons de renverser la situation et de changer le destin de la cellule.

L’étude a été financée par la subvention R35GM131752 de l’Institut national des sciences médicales générales.