L'échange d'ADN entre les chromosomes lors de la formation précoce des spermatozoïdes et des ovules est normalement limité pour assurer la fertilité.
Mais lorsqu'il y a trop de ces échanges génétiques, appelés événements de croisement, la ségrégation des chromosomes en œufs est imparfaite, ont appris les biologistes dans un projet réalisé dans trois laboratoires de l'Université de l'Oregon et de l'Université Northwestern.
Dans un article publié en ligne le 4 septembre dans la revue PLOS Génétique, les chercheurs ont documenté comment les perturbations, comme on le voit dans la recherche fondamentale sur les vers ronds microscopiques (Caenorhabditis elegans), conduisent à une gamme de défauts méiotiques lorsque les chromosomes sont soumis à des forces de fuseau inappropriées.
Une ségrégation chromosomique inexacte chez l'homme est associée au syndrome de Down et aux fausses couches. Ces défauts de ségrégation, comme on le voit dans la recherche, peuvent entraîner une infertilité accrue, a déclaré la biologiste de l'UO Diana E. Libuda, chercheuse principale de l'étude.
Au cours du siècle dernier, la recherche s'est concentrée sur le fait de s'assurer que suffisamment de croisements sont effectués pendant le développement des spermatozoïdes et des ovules. On savait que le développement de spermatozoïdes et d’ovules permettait de s’assurer qu’il n’y avait pas trop de croisements, mais on ne savait pas pourquoi. »
Diana E. Libuda, professeur au Département de biologie de l'UO et à l'Institut de biologie moléculaire
L'équipe de recherche a identifié deux mécanismes qui aident à contrer les défauts déclenchés par une activité croisée excessive dans le développement des œufs et, ainsi, aident à la coordination du processus qui aide à assurer l'intégrité génomique des nouvelles générations.
Libuda avait rapporté dans le numéro du 9 octobre 2013 de Nature la découverte d'un mécanisme qui inhibe la surproduction de croisements chez les ascaris. Cependant, a déclaré Libuda, il n'était pas possible à ce moment-là d'étudier les effets en aval dans les cas où trop de croisements se produisaient. Depuis lors, son laboratoire a développé un moyen de générer des croisements supplémentaires sur un seul chromosome.
Cette capacité a conduit à une collaboration financée par les National Institutes of Health avec Sadie Wignall de la Northwestern University, une experte en imagerie haute résolution des structures impliquées dans la ségrégation des chromosomes dans les œufs en développement. Ce que Wignall a découvert a conduit Libuda à retourner au laboratoire UO de Bruce Bowerman pour examiner la ségrégation chromosomique dans les œufs vivants en développement.
« Dans l'ensemble, ce fut un grand regroupement de forces scientifiques pour adopter une approche à plusieurs volets pour répondre à cette question importante », a déclaré Libuda.
La recherche fournit des informations fondamentales qui peuvent guider la recherche dans d'autres organismes afin de mieux comprendre les mécanismes et, éventuellement, conduire à des applications cliniques potentielles.
« Les mêmes protéines que nous étudions chez C. elegans sont également chez l'homme », a déclaré Libuda. «En fait, la plupart des protéines nécessaires à la fertilité sont utilisées dans des organismes tels que la levure, les mouches des fruits, les nématodes, le poisson zèbre, les souris et les humains. La recherche utilisant ces vers microscopiques s'est avérée pertinente dans de nombreux contextes pour la santé humaine.
La source:
Référence du journal:
Hollis, J.A., et coll. (2020) Des croisements excessifs entravent la ségrégation fidèle des chromosomes méiotiques chez C. elegans. PLOS Genetics. doi.org/10.1371/journal.pgen.1009001.
