La division cellulaire : une histoire de pêche aux chromosomes


La division cellulaire est un processus fondamental pour que notre corps fonctionne . Et si ce processus fondamental reposait sur un principe simple ? Allons pêcher ensemble les secrets du mécanisme à l’origine de la vie !

La division cellulaire est le processus indispensable pour perpétuer la vie sur Terre. Ce mécanisme permet à partir d’une cellule mère de former deux cellules filles en répartissant équitablement les deux jeux de chromosomes dans les futures cellules filles. Chez l’humain, qui possède 23 paires de chromosomes, il existe deux types de division cellulaire : la mitose, produisant deux cellules filles identiques, utilisée par la majorité de nos cellules, et la méiose, spécifique aux spermatozoïdes et aux ovules, qui après deux divisions successives permet de former 4 cellules filles, qui ont chacune un seul chromosome de chaque paire. Malgré leurs noms barbares, ces deux modes de division reposent sur le même principe : la pêche aux chromosomes ! Pour que la division ait lieu, les deux pôles de nos cellules doivent récupérer un jeu de chromosomes de chaque paire. Ainsi, chaque pôle est occupé par un groupe de pêcheurs, les microtubules, ferrant nos chromosomes, et un maître pêcheur, le centrosome qui supervise les pêcheurs.

La majorité de nos cellules possède une stratégie de pêche très élaborée. Cette tactique nécessite une coopération entre les pêcheurs et les maîtres pêcheurs. Le maître pêcheur va attribuer à chaque pêcheur un chromosome et tout le matériel nécessaire pour aller le pêcher. Pour éviter un déséquilibre dans la répartition de nos chromosomes, tous les pêcheurs doivent envoyer un signal au maître pêcheur afin que ce dernier s’assure que chacun a attrapé un chromosome différent de ses partenaires. Puis le maître pêcheur ordonne aux pêcheurs de remonter leur ligne pour séparer les chromosomes. À l’issue de cette pêche, on obtient deux cellules filles avec un nombre de chromosomes identique !

Représentation d’une division cellulaire organisée dans la cellule mère avec un centrosome à chaque pôle de la cellule et les centrosomes attrapant les microtubules

Cependant, chez l’humain, certaines de nos cellules ont une stratégie de pêche beaucoup moins efficace. C’est le cas des ovules qui perdent leurs maîtres pêcheurs pendant leur maturation. Mais pourquoi l’ovule se débarrasse-t-il de ses maîtres pêcheurs rendant le système moins efficace ? Une hypothèse est que, puisqu’il faut la présence d’un maître pêcheur à chaque pôle de la cellule (soit deux au total) pour avoir une bonne répartition des chromosomes, les ovules perdent les leurs pour assurer une bonne division du futur œuf fécondé. En effet, les spermatozoïdes et les ovules possèdent à la base leurs deux maîtres pêcheurs, donc si l’ovule gardait les siens lors de la fécondation, l’œuf fécondé se retrouverait avec quatre maîtres pêcheurs, engendrant de potentielles pathologies comme des malformations ou des infertilités dûes à la mauvaise répartition des chromosomes.

Représentation d’une division cellulaire désorganisée dans la cellule mère avec une absence totale de centrosomes induisant une désorganisation du système et une incapacité des microtubules à bien attraper un chromosome chacun

L’évolution a donc contourné ce problème chez l’humain en faisant en sorte que seuls les spermatozoïdes gardent leurs maîtres pêcheurs pour assurer une bonne répartition. Cette stratégie de pêche chez les ovules permet donc à assurer le bon développement de l’embryon en assurant une bonne division cellulaire.

Sources : 

Gaurishankar Manandhar, Heide Schatten, Peter Sutovsky, Centrosome Reduction During Gametogenesis and Its Significance, Biology of Reproduction, Volume 72, Issue 1, 1 January 2005, Pages 2–13, https://doi.org/10.1095/biolreprod.104.031245

Liu, X. Johné. “Polar Body Emission.” Cytoskeleton, vol. 69, no. 10, Oct. 2012, pp. 670–85. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1002/cm.21041.

Severson, Aaron F., et al. “Oocyte Meiotic Spindle Assembly and Function.” Current Topics in Developmental Biology, vol. 116, Elsevier, 2016, pp. 65–98. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1016/bs.ctdb.2015.11.031

Mauvaise pêche

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