Toutes les cellules vivantes abritent des noyaux ; des structures biologiques clés qui jouent un rôle important dans le stockage, la récupération et la duplication des informations génétiques. Chez les mammifères, ces noyaux possèdent l’enveloppe nucléaire (NE) – ; le bouclier biologique qui protège les noyaux des stimuli environnementaux (par exemple, le stress mécanique) et des dommages associés. Cependant, certains stimuli externes peuvent endommager le NE. Lorsque cela se produit, divers mécanismes entrent en jeu pour lancer le processus de réparation du NE. Cependant, le mécanisme précis de la réparation NE est resté insaisissable.
Tout récemment, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Dr Takeshi Shimi, professeur associé spécialement nommé à l’Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech), a pu identifier le rôle précis des composants clés impliqués dans cet important processus physiologique. À l’aide d’un laser de haute puissance pour induire une rupture de NE, les chercheurs ont démontré comment une « armée de réparation » comprenant la lamine C, le facteur de barrière à l’autointégration (BAF) et la GMP-AMP synthase cyclique cytoplasmique (cGAS), des protéines importantes avec des facteurs biologiques clés fonctions, a facilité de manière synergique le processus de réparation de NE dans les fibroblastes embryonnaires de souris. Les résultats de leur étude ont été publiés dans Journal de biologie cellulaire.
« Dans les noyaux des cellules de mammifères, la lamina nucléaire sous-tend le NE pour maintenir la structure nucléaire. Les lamins nucléaires sont les principaux composants structurels de la lamina nucléaire et sont impliqués dans la protection contre la rupture du NE causée par les contraintes mécaniques. Nos analyses utilisant l’immunofluorescence et l’imagerie des cellules vivantes ont révélé qu’un pool nucléoplasmique de lamin C s’accumule rapidement sur les sites de rupture de NE induite par microirradiation laser dans les cellules de mammifères« , explique le Dr Shimi, élaborant sur leurs conclusions.
Le processus de réparation du NE est parfois entravé par la présence de certaines mutations. Dans leur étude, l’équipe de recherche a identifié avec succès des mutations clés de la lamine C ; des modifications structurelles et fonctionnelles qui affectent négativement le processus de réparation. Par exemple, ils ont constaté que la réparation rapide ne se produisait pas ou était affaiblie chez les mutants de la lamine C, à savoir R435C, R471C, R527H, A529V et K542N, par rapport à la lamine C de type sauvage (témoin) qui ne présentait pas ces mutations. De plus, les deux mutants se trouvent chez des patients atteints de laminopathies et sont responsables de maladies cardiaques et musculaires squelettiques, de dysplasie et de syndrome progéroïde.
Sur la base de ces découvertes, le Dr Shimi conclut : « L’accumulation de BAF nucléaire et de cGAS aux sites de rupture dépendait en partie de la lamin A/C. Nos résultats suggèrent que la lamine C nucléoplasmique, le BAF et le cGAS s’accumulent de manière concertée aux sites de rupture du NE pour une réparation rapide. »
Espérons que les connaissances acquises grâce à cette percée conduiront à une meilleure compréhension de diverses maladies génétiques rares, telles que les laminopathies.
