Un nouveau modèle pourrait fournir des indices sur les maladies liées à l'emballage des chromosomes

Jul 03, 2023

Le modèle quantitatif le plus précis à ce jour pour comprendre le rôle de la condensine au cours de la division cellulaire est également visuellement époustouflant.

Une équipe de scientifiques de l'UT Austin a développé le modèle quantitatif le plus précis à ce jour, simulant la façon dont les chromosomes de nos cellules sont emballés avant que les cellules ne se divisent, un outil qui, selon eux, pourrait conduire à de nouvelles connaissances sur les causes des maladies et les traitements potentiels.

Leur article a été publié dans la revue Cell Reports.

La condensine est une machine moléculaire impliquée dans l'emballage et le déballage des chromosomes. Lorsqu’il fonctionne correctement, il joue un rôle important dans le développement précoce de tout être vivant. Certaines mutations peuvent toutefois entraîner diverses formes de cancer, le plus souvent un lymphome à cellules T.

"Il s'agit de la première étude théorique sur la façon dont les condensines replient les chromosomes mitotiques qui concorde avec toutes les données expérimentales disponibles", a déclaré Atreya Dey, auteur principal et titulaire d'un doctorat. étudiant dans le laboratoire du chimiste Dave Thirumalai, faisant référence à la forme compacte des chromosomes prêts pour la division cellulaire. "Nous espérons que ces résultats inciteront les expérimentateurs à tester nos prédictions."

Des recherches antérieures ont déterminé l'implication de la condensine dans la structure des chromosomes lors de la division cellulaire. En 2021, le laboratoire de Thirumalai a appris comment une seule protéine condensine agit pour replier une petite partie du génome. Mais l’image complète de la contribution de la condensine à la division cellulaire n’a pas été entièrement comprise, ce qui souligne la valeur du nouveau modèle.

L’hélice d’ADN familière dans un chromosome non emballé ressemble à une échelle qui se tord dans une direction. Dans le nouveau modèle, lorsqu'un chromosome est compacté, il existe de nombreux endroits où l'hélice change de direction, comme des plis dans un cordon téléphonique à l'ancienne. Ces perversions d'hélice dites aléatoires sont si abondantes dans un chromosome compacté que l'hélice n'est plus discernable. Le nouveau modèle suggère qu'une forme de condensine forme davantage de ces plis qu'une seconde forme, une prédiction qui pourra être testée par de futures expériences.

Des expériences antérieures avaient montré que la condensine s'enroule dans le chromosome, froissant des sections en milliers de boucles, ce qui fait que le chromosome ressemble moins à une longue nouille droite qu'à une boule dense de spaghetti. Le nouveau modèle ajoute plus de détails pour les tests futurs : le taux de ce processus de boucle s'avère d'abord plus lent et augmente à mesure que les chromosomes s'alignent au centre de la cellule avant d'être séparés en chacune des deux cellules filles. Il constate également une différence dans la taille des boucles produites par deux versions différentes du condensin, la version connue sous le nom de condensin II générant des boucles six fois plus grandes que celles du condensin I.

Tout cela est important, car comprendre le comportement de la condensine pourrait fournir des informations qui s'avéreront un jour importantes pour le développement de technologies et de médicaments préventifs ou thérapeutiques contre des maladies telles que le cancer ou le syndrome de Down.

"Non seulement il est visuellement inspirant de voir réellement la molécule avec laquelle nous travaillons, mais c'est également nécessaire pour comparer la théorie avec les données expérimentales", a déclaré Dey.

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