La simulation informatique du fuseau végétal ouvre de nouvelles perspectives à la recherche sur la division cellulaire
"Nous avons été surpris de voir à quel point notre simulation reproduisait nos données expérimentales"
Une équipe de recherche interdisciplinaire dirigée par le département de biologie de l'université de Hambourg et le Sainsbury Laboratory de Cambridge (Angleterre) a créé la première simulation informatique tridimensionnelle d'un fuseau. Cette simulation peut maintenant être utilisée pour mieux comprendre les principes fondamentaux de la division cellulaire et a été publiée dans la revue "Developmental Cell".
Au cours de la division cellulaire, les chromosomes précédemment dupliqués, porteurs de l'information génétique, doivent être distribués aux cellules filles de manière à ce que chaque cellule fille reçoive exactement un jeu complet de chromosomes. Les chromosomes sont distribués par le fuseau, qui se forme généralement au milieu de la cellule en division. Chaque fuseau possède deux pôles, un dans chaque future cellule fille, vers lesquels l'un des chromosomes dupliqués est ensuite déplacé. Les perturbations de ce processus peuvent entraîner de graves troubles du développement, tels que le syndrome de Down, ou des cancers.
Des dizaines de protéines sont impliquées dans la formation du fuseau, dont la fonction n'est souvent pas comprise ou seulement partiellement. Une simulation informatique pourrait donc être utilisée pour tester si les données déjà collectées sont suffisantes pour créer une structure complexe telle que le fuseau. En outre, d'autres caractéristiques qui ne sont pas encore connues peuvent être prédites et servir d'hypothèse pour le travail expérimental.
De nombreuses études sur la division cellulaire ont utilisé la grenouille Xenopus laevis ou la levure de boulangerie Saccharomyces cerevisiae comme systèmes modèles. Cependant, le fuseau de la grenouille est très grand (40um) et contient environ 300 000 microtubules. Cette taille rend une simulation informatique extrêmement difficile. En revanche, le fuseau de la levure est relativement petit (1,4 um) et n'est formé que d'environ 40 microtubules. Le fuseau d'Arabidopsis thaliana, un modèle largement utilisé dans la recherche moléculaire sur les plantes, se situe entre ces deux extrêmes, avec une longueur d'environ 8 um et 2 000 microtubules.
Arp Schnittger du département de biologie de l'université de Hambourg et François Nedelec de l'université de Cambridge, en collaboration avec d'autres chercheurs d'Allemagne, d'Angleterre, de France et de Belgique, a créé la première simulation informatique tridimensionnelle du fuseau d'Arabidopsis, et donc d'un fuseau tout court. Ils ont également pu identifier expérimentalement un régulateur important de la formation du fuseau.
"Nous avons été surpris de voir à quel point notre simulation reproduisait nos données expérimentales", déclare le professeur Arp Schnittger. À l'avenir, Arp Schnittger et son équipe souhaitent étudier la manière dont les microtubules s'attachent aux chromosomes. "Cette simulation sera un outil important pour nous et, nous l'espérons, pour de nombreux collègues dans le domaine des plantes et au-delà, afin de mieux comprendre la régulation de la distribution des chromosomes", conclut M. Schnittger.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Mariana Romeiro Motta, François Nédélec, Helen Saville, Elke Woelken, Claire Jacquerie, Martine Pastuglia, Sara Christina Stolze, Eveline Van De Slijke, Lev Böttger, Katia Belcram, Hirofumi Nakagami, Geert De Jaeger, David Bouchez, Arp Schnittger; "The cell cycle controls spindle architecture in Arabidopsis by activating the augmin pathway"; Developmental Cell
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