août 16, 2022

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Des scientifiques découvrent un mécanisme qui façonne la distribution des centromères – ScienceDaily

Depuis le 19ème siècle, les scientifiques ont observé la formation de centromères, une région chromosomique spéciale nécessaire à la division cellulaire, dans le noyau. Jusqu’à présent, cependant, les mécanismes spécifiques et la signification biologique de la distribution des centromères étaient mal compris. Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Tokyo et leurs collaborateurs a récemment proposé un mécanisme de régulation en deux étapes qui forme la distribution du centrosome. Leurs découvertes suggèrent également que la formation de centromères dans le noyau joue un rôle dans le maintien de l’intégrité du génome.

Les résultats ont été publiés dans plantes naturelles.

Au cours du processus de division cellulaire, des domaines pigmentaires spéciaux appelés centromères sont attirés vers les extrémités opposées de la cellule. Une fois la division cellulaire terminée et le noyau cellulaire construit, les centromères sont répartis dans l’espace dans le noyau. Si la distribution des centromères attirés vers les pôles reste inchangée, le noyau cellulaire contiendra des centrioles regroupés d’un seul côté du noyau. Cette répartition inégale des points centraux est appelée la formation Rabl, du nom du cytologiste du XIXe siècle Karl Rabl. Les noyaux de certaines espèces montrent à la place une distribution dispersée de centromères, connue sous le nom de configuration non Rabl.

« La fonction biologique et le mécanisme moléculaire de la formation de Rabl ou non-Rabl ont été un mystère à travers les siècles », a déclaré l’auteur correspondant Sachihiro Matsunaga, professeur à la Graduate School of Frontier Sciences de l’Université de Tokyo. « Nous avons révélé avec succès le mécanisme moléculaire de construction de la configuration non-Rabl. »

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Les chercheurs ont étudié les plantes Arabidopsis thaliana, également connu sous le nom de cresson et un spécimen connu pour avoir une composition autre que Rabl, et une forme mutante qui avait une configuration Rabl. Grâce à leurs travaux, ils ont découvert que les complexes protéiques connus sous le nom de condensine II (CII) et les complexes protéiques connus sous le nom de complexe de lien nucléo- et structurel (LINC) travaillent ensemble pour déterminer la distribution des centrosomes pendant la division cellulaire.

« La distribution des centromères de la conformation non-Rabl est régulée indépendamment par le complexe CII-LINC et une protéine de lamina nucléaire connue sous le nom de CROWDED NUCLEI (CRWN) », a déclaré Matsunaga.

La première étape du mécanisme de régulation en deux étapes de la distribution des centromères que les chercheurs ont découvert était que le complexe CII-LINC assure la médiation de la dispersion des centromères de la télophase à la télophase, deux étapes à la fin de la division cellulaire. La deuxième étape du processus est que les CRWN ancrent les centromères dispersés à la lame nucléaire dans le noyau.

Ensuite, pour explorer la signification biologique, les chercheurs ont analysé l’expression des gènes dans A. thaliana Et dans sa structure Rabl mutante. Étant donné qu’un changement dans l’arrangement spatial des centrioles modifie également l’arrangement spatial des gènes, les chercheurs s’attendaient à trouver des différences dans l’expression des gènes, mais cette hypothèse s’est avérée incorrecte. Cependant, lorsque le stress des dommages à l’ADN a été appliqué, le mutant a développé les organes à un rythme plus lent que la plante normale.

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« Cela indique qu’un contrôle précis de l’arrangement spatial central est nécessaire pour la croissance des organes en réponse au stress des dommages à l’ADN, et il n’y a pas de différence de tolérance au stress des dommages à l’ADN entre les organismes non rapides et non rapides », a déclaré Matsunaga. « Cela suggère que la disposition spatiale appropriée de l’ADN dans le noyau, quelle que soit la composition de Rabl, est importante pour la réponse au stress. »

Selon Matsunaga, les prochaines étapes consistent à identifier la source d’énergie qui modifie l’arrangement spatial des régions spécifiques de l’ADN et le mécanisme qui reconnaît l’ADN spécifique.

« De tels résultats conduiront au développement d’une technique pour organiser artificiellement l’ADN dans le noyau cellulaire dans un arrangement spatial approprié », a-t-il déclaré. « On s’attend à ce que cette technologie permette de créer des organismes résistants au stress, ainsi que de conférer de nouvelles propriétés et fonctions en modifiant l’arrangement spatial de l’ADN plutôt qu’en modifiant sa séquence nucléotidique. »

Origine de l’histoire :

Matériaux Introduction de Université de Tokyo. Remarque : Le contenu peut être modifié en fonction du style et de la longueur.