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Interactions entre molécules et leurs cibles pistées

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Des chercheurs des universités de Montréal et McGill élaborent une nouvelle méthode permettant de lier les molécules de transmission des signaux cellulaires aux régulateurs de division cellulaire cibles
Publié: 9 Sep 2013

Une équipe de chercheurs de l’Université de Montréal et de l’Université McGill a mis au point une méthode permettant d'établir comment les molécules de transmission de signaux cellulaires orchestrent les étapes séquentielles de la division cellulaire. Dans un article publié en ligne aujourd'hui dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, les scientifiques expliquent comment ils en sont arrivés à pister les relations entre ces molécules et leurs cibles dans le but d'établir l'endroit, le moment et la manière dont ces dernières sont déployées au fil des nombreuses étapes nécessaires afin de répliquer le génome d'un être humain et les structures environnantes.

Les fragmentations lors de certaines étapes de ces processus sont à l’origine de plusieurs maladies, notamment de cancers. La méthode décrite dans cet article pourrait fournir un outil précieux aux scientifiques qui cherchent à mieux comprendre ces processus.

« La manière dont les cellules vivantes se divisent et celle dont ce processus s'accomplit précisément font partie des questions les plus approfondies que les scientifiques cherchent à résoudre depuis des décennies », explique Stephen Michnick, Ph. D., cochercheur principal et professeur de biochimie de l'Université de Montréal. Son homologue de l'Université McGill, la professeure de biologie Jackie Vogel, Ph., D., ajoute : « Nous savons quels sont les joueurs de premier plan dans la division cellulaire (des molécules désignées cyclines et une molécule déclencheuse commune, désignée Cdk1), mais il s'est avéré épineux d'établir avec exactitude la manière dont ces deux types de molécules dépêchent les molécules cibles afin d'orchestrer tout ce qui doit se produire dans la séquence nécessaire afin d'assurer une division cellulaire précise. » 

L'équipe des universités de Montréal et de McGill a élaboré une méthode en vue de cerner les interactions entre les complexes des cyclines et de la kinase 1 dépendante des cyclines (Cdk1), ainsi que leurs cibles dans les cellules vivantes. La Cdk1 est une protéine de transmission des signaux cellulaires qui joue un rôle crucial dans la division cellulaire. L'étude de cette kinase a été approfondie dans la levure, en raison de la reproduction rapide de celle-ci, et l'on retrouve cette protéine dans de nombreux autres organismes vivants, entre autres, le corps humain. « Il s'agit d'une méthode simple pouvant être effectuée dans tous les laboratoires, contrairement aux méthodes existantes, qui exigent un travail et des compétences intensifs », indique M. Michnick.

« Cette méthode permet aussi de cerner des interactions entre les cyclines et la Cdk1 que les méthodes traditionnelles ne détectent pas », poursuit Mme Vogel. « Par exemple, nous nous penchons sur la composition d'un dispositif moléculaire massif désigné « fuseau achromatique », qui orchestre la division coordonnée de deux copies du génome entre les deux nouvelles cellules qui émergent de la division. Nous cherchions depuis plus de dix ans à mettre le doigt sur un lien qui nous échappait entre une cycline particulière, le complexe Clb3-Cdk1, et une cible du fuseau achromatique, la gamma-tubuline, que nous croyions être une étape clé de la fabrication exacte de ce fuseau. Tous les constats nous conduisaient vers cette interaction, y compris un effort massif auquel j'ai pris part afin de cartographier la communication cellulaire dirigée vers le centrosome, un dispositif moléculaire qui organise la fabrication du fuseau achromatique. Nous avons donc fait équipe avec M. Michnick afin d'essayer la nouvelle méthode, puis l'interaction Clb3-Cdk1-gamma-tubuline s'est révélée au grand jour... simplement comme ça. »  Maintenant, en collaboration avec Paul François, professeur de physique de l'Université McGill, les chercheurs sont en mesure de miser sur cette information afin de démontrer comment l'interaction Clb3-Cdk1-gamma- tubuline contrôle une remodélisation massive du fuseau achromatique.

« L'outil que nous avons élaboré sera mis à la disposition de la communauté scientifique, et des efforts concertés entre plusieurs laboratoires pourraient ultimement permettre de percer les mystères de l'un des processus les plus essentiels de la vie », conclut M. Michnick.

FIGURE: Moyeu du fuseau mitotique (structure en étoile en orange et en gris) amorcé par le signal Cdk-Clb3 (en rouge). CRÉDIT: Conrad Hall, Université McGill

Remarques 

La recherche associée à l'étude « Dissection of Cdk1–cyclin complexes in vivo » a été financée grâce aux subventions MOP-GMX-192838 et MOP-GMX- 231013 des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) accordées à M. Michnick, ainsi qu'aux subventions MOP-123335 des IRSC et  RGPIN 262246 du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie accordées à Mme Vogel. Ce communiqué de presse fait mention de découvertes de Keck et coll., Science 2011 et Nazarova et coll. Molecular Biology of the Cell, 2013.

 

À propos de l'Université de Montréal : http://www.umontreal.ca/   
À propos de l'Université McGill : www.mcgill.ca
À propos du Département de biochimie :
www.bcm.umontreal.ca
À propos du Département de biologie :
http://biology.mcgill.ca
À propos des recherches de M. Michnick : michnick.bcm.umontreal.ca/Michnicklab
À propos des recherches de Mme Vogel :
http://aguada.biol.mcgill.ca

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