La division cellulaire et son rôle dans le développement du cancer

Pour remplacer les cellules vieillissantes et usées, le corps utilise principalement un processus appelé mitose, dans lequel une cellule se divise en deux. Lorsqu'une cellule est prête à se diviser, elle duplique son ADN de sorte qu'une copie complète est disponible pour chacune des cellules filles.

Dans ce processus, les morceaux d'ADN, ou chromosomes, doivent être précisément répartis dans les cellules filles. Si une cellule a une copie incomplète de l'ADN ou si l'ADN est endommagé, des troubles génétiques et des maladies comme le cancer peuvent en résulter.

Pour que la division cellulaire se produise, les deux ensembles d'ADN doivent être localisés sur les côtés opposés de la cellule. Premièrement, le compartiment qui contient normalement l'ADN, le noyau, démonte son revêtement protecteur. Ensuite, les chromosomes sont séparés par un appareil de fibres.

Un nouveau noyau se forme autour de chaque ensemble d'ADN. Enfin, la cellule se divise en deux, chacune avec son propre compartiment nucléaire reformé à l'intérieur.

Des scientifiques du Huntsman Cancer Institute (HCI) de l'Université de l'Utah (U of U) et des collaborateurs de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF) ont publié des recherches dans la revue La nature étendre notre compréhension du processus complexe de division cellulaire.

Ils ont découvert que la protéine LEM2 a deux fonctions importantes lors de la division cellulaire. Tout d'abord, LEM2 crée des joints dans le revêtement protecteur des noyaux en formation qui protègent les deux ensembles d'ADN des dommages. Deuxièmement, LEM2 recrute des facteurs qui démontent l'appareil de fibres chargé de séparer les ensembles d'ADN. Katharine Ullman, PhD, de HCI, et Adam Frost, PhD, de UCSF, ont collaboré au cours des six dernières années à ce travail.

Pour visualiser le rôle de LEM2 dans la mitose, le laboratoire Ullman a utilisé des marqueurs fluorescents colorés pour étiqueter les différents composants: LEM2, les fibres et l'ADN.

Ce processus a permis à l'équipe de filmer le LEM2 – depuis sa première association avec des fibres intactes jusqu'au moment de leur démontage. Ils ont observé des protéines LEM2 se concentrant et formant un joint de type gel avec d'autres protéines (ESCRT) dans des trous où les fibres traversent la couche protectrice du noyau.

Ce «joint torique» LEM2 a efficacement scellé la couche nucléaire qui se reformait, protégeant chaque ensemble d'ADN du matériel entourant le noyau.

En utilisant nos méthodes d'imagerie, nous avons pu voir un processus qui ne se produit que pendant environ cinq minutes pendant la division cellulaire, ce qui aurait été très difficile à étudier autrement. « 

Dollie LaJoie, PhD, co-auteure de l'étude et chercheuse au sein du groupe de recherche d'Ullman

« Ce travail a été renforcé par le fait que les deux équipes ont travaillé sur ce projet en utilisant différentes approches pour mieux expliquer le rôle de LEM2 », a déclaré Ullman. « Mon groupe de recherche s'est concentré sur ce processus dans les cellules vivantes tandis que le groupe de recherche de Frost a travaillé pour mieux comprendre la protéine elle-même. »

Les auteurs notent que ce nouveau type de séparation de type gel peut s'avérer important pour d'autres fonctions cellulaires critiques auxquelles participe le LEM2, y compris l'organisation de l'ADN de niveau supérieur.

Les auteurs ont également montré que les perturbations du LEM2 lors de l'assemblage du noyau entraînaient des dommages à l'ADN – ce qui compromet la fonction cellulaire normale.

« Ce travail ouvre la porte à l'identification de nouvelles voies pour que l'ADN soit endommagé, ce qui dans certains cas peut contribuer au développement du cancer », a déclaré Ullman.

Pour aller de l'avant, les laboratoires Ullman et Frost s'appuieront sur ce travail en étudiant le lien entre la formation incorrecte de noyaux et les dommages à l'ADN. Ils examineront comment les cellules cancéreuses peuvent ne pas avoir la bonne réglementation de l'assemblage nucléaire et de la réparation nucléaire.