MÉIOSE: Découverte de l’outil qui démêle les chromosomes – Cell

C'est ainsi que titre, en anglais, l'article de ces chercheurs de l'Université de Californie, qui viennent de découvrir un outil essentiel qui permet aux spermatozoïdes et aux ovocytes de développer exactement 23 chromosomes chacun. De nombreux outils pourraient être utilisés par les cellules pour démêler les brins d'ADN qui se croisent lors de la méiose mais ces 3 enzymes sont les seules à pouvoir permettre l'échange de matériel génétique. Ce travail qui contribue aussi à la compréhension de la fertilité, des fausses couches spontanées, du cancer et des troubles du développement vient d'être publié dans l'édition du 13 avril de la revue Cell.

Les humains en bonne santé ont 46 chromosomes, 23 venant du sperme et 23 de l'ovule. Un embryon avec un nombre erroné de chromosomes entraîne généralement une fausse couche ou le développement de troubles comme que la trisomie 21, causée par une copie supplémentaire du chromosome 21.

Au cours de la méiose, le processus de division cellulaire qui va créer sperme et ovules, assemble les paires de chromosomes qui se lient les uns aux autres, par un phénomène d'enjambement appelé "crossing-over" rappelle Neil Hunter, professeur de microbiologie à l'UC Davis et auteur principal de l'étude. Ces connexions vont permettre le tri des chromosomes précis puis la formation des spermatozoïdes et des ovules avec exactement le bon nombre de chromosomes. Ces enjambements jouent également un rôle fondamental dans l'évolution en permettant aux chromosomes d'échanger des morceaux de matériel génétique qui vont permettre d'introduire de nouvelles particularités à la prochaine génération. Chaque paire de chromosomes doit contenir au moins un crossing-over. Mais il ne doit pas y avoir plus d'autour de 2 croisements par paire ou le génome pourrait être déstabilisé.

L'équipe décrit ici l'outil qui réglemente ces croisements. « Des enzymes doivent être capables d'assurer au moins un crossing-over, mais pas trop», explique Neil Hunter. Les chercheurs ont étudié ces phénomènes de croisement dans la levure, ont identifié plusieurs bons candidats, mais aucun ne s'est avéré jouer un rôle majeur. Puis, toujours dans la levure, les chercheurs ont identifié l'outil manquant pour le crossing-over: 3 enzymes de levure, MLH1, MLH3 et Sgs1, qui travaillent ensemble pour couper l'ADN et construire les crossovers.

Les équivalents humains de ces enzymes sont bien connus pour leur rôle dans la suppression des tumeurs. « Human » MLH1 et MLH3 mutés sont typiques d'une forme héréditaire de cancer du côlon. BLM, l'équivalent humain de Sgs1, lorsqu'il est muté, prédispose au syndrome de Bloom, une maladie génétique rare. En bref, alors que d'autres enzymes coupent l'ADN au hasard, Mlh1-MLH3-Sgs1 ne font que les crossovers, une activité unique clé pour la réussite de la méiose.

Source : Cell 149(2) pp. 334 - 347 13 April 2012 doi:10.1016/j.cell.2012.03.023 « Delineation of Joint Molecule Resolution Pathways in Meiosis Identifies a Crossover-Specific Resolvase » (Visuel « De nombreux outils pourraient être utilisés par les cellules pour démêler les brins d'ADN qui se croisent lors de la méiose »)