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Une hypothèse de longue date sur la division asymétrique des cellules souches a craqué. Des chercheurs de l'Université de l'Oregon rapport que le fuseau mitotique n'agit pas seul - que les protéines aident à la position corticale un sillon dans le bon endroit.
National Institutes of Health, l'American Heart Association, Swiss National Science Foundation, Howard Hughes Medical Institute

Une hypothèse de longue date sur la division asymétrique des cellules souches a craqué. Des chercheurs de l'Université de l'Oregon rapport que le fuseau mitotique n'agit pas seul - que les protéines aident à la position corticale un sillon dans le bon endroit.

Leur découverte, décrite dans la question le 2 septembre de la revue Nature, fournit une nouvelle fenêtre sur la façon dont les cellules souches se divisent pour produire deux cellules filles inégale: celui qui vit comme une cellule souche de nouvelles et d'autres, plus petites cellules, qui adopte une nouvelle fonction, dans ce cas comme un neurone.

Une équipe de trois membres a été axée sur la drosophile (mouche des fruits) les cellules souches neurales connu sous le nom neuroblastes, connue depuis longtemps pour la division asymétrique. Ce qui est appris dans ces mouches souvent s'applique à de nombreux autres mitotique (division) des cellules dans d'autres organismes comme les mammifères, y compris les humains.

"Cela répond à une question fondamentale en biologie cellulaire, à savoir comment une cellule sait où placer un sillon et ainsi diviser de façon symétrique ou asymétrique», a déclaré Clemens Cabernard, un stagiaire postdoctoral dans le laboratoire de Chris Dupont, du Howard Hughes Medical Chercheur à l'Institut Institut UO de biologie moléculaire et directeur de l'Institut des neurosciences UO. Aussi l'équipe a été Kenneth E. Prehoda, un biochimiste UO et membre de l'Institut de biologie moléculaire.

Ce que l'équipe d'UO constaté que les neuroblastes ont deux voies distinctes divisant qui semblent fonctionner de manière redondante: celle qui est induite par la polarité et celle qui est induite par la broche, Cabernard dit.

Les théories sur le positionnement sillon pendant la division cellulaire ont été centrées sur le fuseau mitotique, un réseau de fibres appelés microtubules.

Une idée est que les microtubules du fuseau pôles atteindre le cortex, qui délivre un signal positif ou négatif pour déterminer la position de l'anneau de clivage. Une autre idée est que les fibres de microtubules du centre de la broche atteindre le cortex aboutissant à l'assemblage d'un anneau de clivage (un complexe composé de plusieurs protéines, dont l'une est appelée myosine). Un troisième modèle implique à la fois. On a pensé que les cellules asymétrique divisant, comme neuroblastes chez la drosophile, générer un axe asymétrique et peut la position de l'anneau de clivage dans une position asymétrique, par opposition aux cellules de façon symétrique de division qui construisent un axe symétrique.

"Nous avons trouvé un nouveau mécanisme dans lequel un sillon de clivage peut être placé à une position asymétrique», a déclaré Cabernard. "Tout d'abord, par le biais d'un couple d'expériences, nous avons exclu que le sillon de clivage dépend uniquement de la position et la symétrie ou d'asymétrie du fuseau mitotique.

chercheurs ont d'abord utilisé des mutants qui n'ont pas microtubules astraux, les fibres atteindre les microtubules des pôles broche vers le cortex et le regardait avec imagerie en temps réel ce qui se passe dans le sillon de clivage. Un sillon de clivage se produisent encore dans une position asymétrique. Cela a été vu avant, mais pas en utilisant les mêmes marqueurs, Cabernard dit.

Ensuite, les chercheurs retiré la broche ensemble de l'image avec des médicaments ciblés. Habituellement les cellules arrêtent de se diviser dans cet état, mais un truc génétique permet à ces cellules d'ouvrir la division cellulaire, malgré l'absence d'un fuseau mitotique. Étonnamment, les chercheurs ont constaté, les protéines impliquées dans la construction d'un sillon de clivage est devenu localisée de façon asymétrique et placé un sillon dans une position asymétrique - un peu comme dans les neuroblastes de type sauvage. "Bien que la division cellulaire n'a pu être complétée, le point de division a été correctement marqués," Cabernard dit. «Cela nous a dit qu'il doit y avoir un mécanisme indépendant de la broche.

Dans une troisième série d'expériences, l'équipe de recherche rotation du fuseau mitotique des neuroblastes en utilisant des mutants génétiques et donc changé la position de tout signal de la broche dérivés. Fait intéressant, l'équipe a constaté que deux sillons de clivage maintenant formé, mais un seul a coïncidé avec la nouvelle position du fuseau mitotique, en soutenant fermement l'hypothèse selon laquelle un signal de broche indépendants est également utilisé. D'autres expériences ont révélé que la protéine cortical, nécessaire pour un bon neurones divisions de cellules souches chez la souris et les humains, est nécessaire pour le positionnement asymétrique du sillon de clivage.

L'une des protéines marqueurs surveillé de près dans les expériences a été la myosine. Quand une cellule commence le processus de division, Cabernard dit, la tige est symétrique, mais les marqueurs myosine distincts du côté basal - et est localisée de façon asymétrique - qui devient plus petit et se transforme en un neurone sur la division cellulaire.

Bien que cette recherche porte sur une question fondamentale en biologie cellulaire, les conclusions ont des implications importantes. la division cellulaire asymétrique à la mouche ou de cellules souches humaines est important de générer un certain nombre de différenciation des cellules tout en conservant une cellule souche comme une copie de sauvegarde.

Les travaux antérieurs de Cabernard et Doe a montré que si les neuroblastes chez la drosophile diviser de manière symétrique, ce qui n'est normalement pas se produire, deux neuroblastes sont générés. Ainsi, selon les chercheurs, il est crucial pour une cellule souche de savoir où placer un sillon de produire tous les neurones nécessaires. Des résultats similaires ont été observés dans les cellules souches neurales chez la souris.