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L'étude de la décision de la cellule de levure en matière d'accouplement aide à déchiffrer le développement de cellules cancéreuses et souches

Selon Vahid Shahrezaei, de l'Imperial College London, deux minutes suffisent à la cellule de levure pour décider d'un accouplement. Les nouvelles perspectives mises de l'avant par le chercheur quant à ce processus décisionnel pourraient se révéler fort utiles lors de la réalisation de travaux sur le développement de cellules souches et cancéreuses. Menée sous la direction de Mohan K. Malleshaiah et Stephen W. Michnick de l'Université de Montréal, en collaboration avec le professeur Peter Swain des universités McGill et d'Édimbourg, la recherche a été publiée aujourd'hui dans le journal Nature.

Microbe monocellulaire utilisé par les scientifiques à titre d'organisme modèle, la levure permet de comprendre le fonctionnement cellulaire. En règle générale, la cellule de levure se reproduit de manière asexuée en vertu d'un processus appelé bourgeonnement dans le cadre duquel une partie de la cellule est retirée, donnant lieu à la formation d'une nouvelle cellule, identique à l'originale.

Il arrive également que la cellule de levure se reproduise selon un schéma sexué, par accouplement ou conjugaison. Dans ce cas, une cellule mâle et une cellule femelle se réunissent, mélangent leur ADN et se séparent de nouveau. Pour ce faire, chaque cellule produit un nodule qu'elles unissent l'un à l'autre. Appelé shmoo, ce processus dure deux heures. « Pour les cellules de levure, il s'agit d'un processus à très forte intensité d'énergie. À notre avis, il est possible que ce processus d'inversion, selon un niveau donné de concentration phéromonale, ait évolué de telle sorte que les cellules ne sont préparées à la reproduction sexuelle qu'en présence d'un partenaire qui soit à la fois suffisamment près et en mesure de permettre la conjugaison », indique monsieur Shahrezaei.

Les chercheurs ont découvert que la décision de la cellule de levure d'entreprendre la conjugaison est contrôlée par le changement chimique d'une seule protéine. Ce changement se produit deux minutes après que la cellule ait détecté la présence d'une phéromone produite par le sexe opposé. Cette découverte signifie que la décision menant à la conjugaison est prise beaucoup plus rapidement que ne le croyaient les scientifiques.

Pour que soit enclenché le processus de conjugaison, la phéromone doit atteindre un niveau critique de concentration au sein de l'environnement entourant la cellule de levure. En deçà d'un tel niveau, la cellule de levure continue de se reproduire selon un mode asexué.

Titulaire d'une chaire de recherche du Canada en génomique intégrative, Stephen W. Michnick explique que : « Les molécules responsables de la décision d'inversement sont présentes en une forme largement similaire dans les cellules humaines. Des décisions d'inversement similaires sont prises par les cellules souches lors du développement embryonnaire, et peuvent devenir dysfonctionnelles en présence d'un cancer. »

« En combinant expériences et modélisation mathématique, lesquels tiennent compte de nombreux facteurs, nous avons été en mesure de démontrer exactement ce qui, à l'intérieur d'une cellule de levure, fait en sorte que cette dernière décide de se conjuguer à une autre. Il nous a également été possible de démontrer que le mécanisme qui amène la cellule à prendre cette décision est très solide, ce qui signifie que le bruit moléculaire environnement n'a pas d'incidence sur ce dernier », a ajouté Vahid Shahrezaei. Le modèle mathématique pourrait ultérieurement être utilisé afin d'explorer les déclencheurs responsables de changements dans d'autres cellules - ce qui est notamment le cas lorsque des cellules souches se transforment en cellules cardiaques ou osseuses ou lorsque des cellules normales deviennent cancéreuses.

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Université de Montréal : 

Imperial College London :

Laboratoire de Peter Swain : 

Source: Imperial College London

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