Un Regard de Plus Près sur Aurora-B et SETD6 : Acteurs Clés de la Division Cellulaire
Découvre comment SETD6 et Aurora-B bossent ensemble pour assurer une bonne division cellulaire.
Michal Feldman, Anand Chopra, Dikla Nachmias, Kyle K. Biggar, Daniel Sevilla, Natalie Elia, Dan Levy
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Table des matières
- Le rôle d'Aurora-B dans la division cellulaire
- Méthylation : Une modification chimique qui compte
- L'impact de SETD6 sur Aurora-B et la division cellulaire
- Instabilité chromosomique : Le mauvais résultat d'une danse ratée
- Observations et expériences
- La danse des protéines : Comment elles travaillent ensemble
- Test de stress : Que se passe-t-il avec le stress de réplication
- Le site de méthylation compte
- Techniques de visualisation dans la recherche
- Conclusion et implications pour la thérapie contre le cancer
- Source originale
La Division cellulaire, c'est un peu comme une danse bien chorégraphiée, où chaque partenaire doit connaître ses pas pour éviter de se marcher sur les pieds. Ce processus est crucial pour que les organismes grandissent, réparent les tissus et se reproduisent. Quand cette danse tourne mal, ça peut causer de sérieux problèmes, comme le cancer. Un des acteurs clés de cette danse, c'est une protéine appelée Aurora-B, qui agit comme un arbitre pour s'assurer que tout se passe bien.
Le rôle d'Aurora-B dans la division cellulaire
Aurora-B fait partie d'une famille de protéines connues sous le nom de kinases. Ces protéines aident à contrôler différentes étapes de la division cellulaire. Imagine Aurora-B comme le régisseur qui s'assure que les acteurs (les chromosomes) sont au bon endroit au bon moment. S'il y a un souci, comme des chromosomes qui ne se séparent pas correctement, Aurora-B peut intervenir pour ralentir les choses et permettre des corrections.
Pendant la dernière ligne droite de la division cellulaire, Aurora-B vérifie s'il y a des problèmes qui pourraient causer des soucis. Si il détecte des chromosomes mal alignés, il peut signaler à la cellule de retarder la séparation en deux nouvelles cellules. Ce mécanisme préventif protège la cellule d'une mauvaise répartition des chromosomes, ce qui peut entraîner des maladies comme le cancer.
Méthylation : Une modification chimique qui compte
Dans le monde des protéines, il y a différentes modifications qui peuvent affecter leur fonctionnement. Une de ces modifications s'appelle la méthylation, qui consiste à ajouter un petit groupe chimique (un groupe méthyle) à des parties spécifiques d'une protéine. Ce processus peut changer la façon dont une protéine se comporte, y compris son activité et sa capacité à interagir avec d'autres protéines.
Dans le cas d'Aurora-B, la méthylation se produit à des endroits spécifiques de la protéine. Il y a une méthyltransférase, appelée SETD6, qui est responsable de l'ajout de ces groupes méthyles à Aurora-B. Pense à SETD6 comme un maquilleur qui apporte les touches finales à Aurora-B, s'assurant qu'elle soit au top et fonctionne bien pendant la division cellulaire.
L'impact de SETD6 sur Aurora-B et la division cellulaire
Quand SETD6 est présent, il ajoute des groupes méthyles aux lysines, qui sont des éléments de base spéciaux dans Aurora-B. Cette modification est cruciale pour qu'Aurora-B puisse bien faire son job. Si SETD6 est absent, Aurora-B pourrait ne pas être capable de bien fonctionner, entraînant des problèmes durant la division cellulaire.
Les chercheurs ont découvert que les cellules manquant de SETD6 présentaient un comportement bizarre pendant le processus de division. Par exemple, ils ont observé que les cellules avaient du mal à se séparer correctement, et certaines finissaient même avec plusieurs noyaux au lieu d'un ou deux. C'est comme une pièce de théâtre où trop d'acteurs décident d'entrer sur scène en même temps. Ça crée le chaos !
Instabilité chromosomique : Le mauvais résultat d'une danse ratée
Quand la division cellulaire se passe mal, un gros problème qui peut survenir s'appelle l'instabilité chromosomique (CIN). Ça fait référence à des erreurs dans le nombre ou la structure des chromosomes dans une cellule. La CIN peut rendre les cellules imprévisibles, ce qui est mauvais pour la santé, car ça s'associe à la progression du cancer et à la résistance aux traitements.
SETD6 et Aurora-B sont tous deux cruciaux pour s'assurer que les cellules gardent une bonne arrangement des chromosomes. S'ils ne fonctionnent pas bien, à cause d'un manque de méthylation ou d'autres facteurs, ça peut mener à des cellules instables qui sont plus susceptibles de devenir cancéreuses.
Observations et expériences
Dans diverses expériences, les chercheurs ont testé le rôle de SETD6 et l'impact de la méthylation sur Aurora-B. Ils ont utilisé des cellules HeLa, un type de cellule humaine souvent utilisé dans les études en laboratoire. Les chercheurs ont retiré SETD6 de ces cellules et ont observé qu'un nombre significatif d'entre elles ne parvenait pas à compléter correctement le processus de division.
Ils ont remarqué une augmentation des ponts de chromatine-essentiellement, des brins d'ADN qui n'avaient pas été correctement séparés. Ces ponts peuvent causer des problèmes pendant la division, un peu comme un rideau enchevêtré sur scène qui empêche les artistes de bouger librement.
La danse des protéines : Comment elles travaillent ensemble
Aurora-B ne travaille pas seule ; elle interagit avec d'autres protéines pendant la division cellulaire pour aider à prévenir les problèmes. Par exemple, MKLP1 et CHMP4C sont deux protéines qui jouent des rôles dans les étapes finales de la division. Elles comptent sur Aurora-B pour leur signaler quand agir.
Quand les chercheurs ont examiné comment ces autres protéines interagissaient avec Aurora-B, ils ont découvert que si Aurora-B n'était pas correctement méthylée à cause d'un manque de SETD6, elle ne pouvait pas efficacement recruter ces partenaires. C'est comme un metteur en scène qui ne peut pas appeler ses acteurs sur scène-rien ne peut se passer !
Test de stress : Que se passe-t-il avec le stress de réplication
Les cellules peuvent rencontrer des défis qui créent du stress de réplication pendant le processus de copie de l'ADN, comme quand elles sont surchargées ou font face à des dommages à l'ADN. Les chercheurs ont voulu voir comment ce stress affectait les performances de SETD6 et d'Aurora-B.
Quand ils ont exposé les cellules à un stress de réplication, les cellules témoins avec SETD6 pouvaient encore gérer leur division et retarder la séparation correctement quand c'était nécessaire. En revanche, les cellules déficientes en SETD6 avaient du mal. Beaucoup d'entre elles ne parvenaient pas à garder le bon contrôle, entraînant une augmentation des cellules multinucléées.
Cette situation met en lumière l'importance de SETD6 pour aider Aurora-B à rester fonctionnelle-même dans des circonstances stressantes. Sans un bon soutien, les résultats peuvent être désastreux pour la santé globale des cellules.
Le site de méthylation compte
Pour comprendre où agit SETD6 sur Aurora-B, les chercheurs ont exploré des sites spécifiques de méthylation. Ils ont découvert deux zones clés-les lysines 194 et 195-où la méthylation se produit. Quand ces sites sont altérés, la capacité d'Aurora-B à fonctionner diminue significativement.
Les expériences ont montré qu'avec ces modifications, Aurora-B ne pouvait pas fonctionner de manière optimale, ce qui est lié à sa capacité à gérer la stabilité chromosomique pendant la division. Si ces sites ne sont pas correctement méthylés, c'est comme si le régisseur n'avait pas tous les bons signaux à sa disposition.
Techniques de visualisation dans la recherche
Pour observer ces processus, les chercheurs ont utilisé des techniques d'imagerie avancées. Ils ont utilisé différentes méthodes de microscopie pour visualiser avec précision les structures cellulaires, ce qui leur a permis de voir les niveaux de méthylation et les interactions protéiques. Cela incluait le marquage des cellules avec des colorants spécifiques pour identifier différentes protéines, offrant une vue colorée du paysage cellulaire.
Cette attention aux détails dans la visualisation a aidé à illustrer non seulement où les protéines sont situées mais aussi comment elles se comportent durant la division cellulaire. Pour les scientifiques, c'est comme regarder un ralenti d'une danse pour comprendre où ça a pu partir en vrille.
Conclusion et implications pour la thérapie contre le cancer
Les résultats de ces études soulignent l'importance de la méthylation dans la division cellulaire. La méthylation par SETD6 est cruciale pour la performance d'Aurora-B lors des dernières étapes de la mitose. Quand la méthylation est perturbée, les conséquences peuvent mener à une instabilité chromosomique, qui est une caractéristique de nombreux cancers.
En comprenant comment Aurora-B est régulée et les effets de la méthylation, les chercheurs pourraient découvrir des cibles thérapeutiques potentielles pour le traitement du cancer. Développer des médicaments qui peuvent influencer l'activité de SETD6 ou imiter ses actions de méthylation pourrait être une nouvelle façon d'aider à maintenir une stabilité chromosomique appropriée dans les cellules.
Bien que la danse de la division cellulaire soit complexe, avec de nombreuses protéines travaillant ensemble, chaque élément est essentiel pour que le spectacle continue. Quand la chorégraphie déraille, les résultats peuvent être graves. C'est un rappel que même dans le monde microscopique, un peu de coordination fait toute la différence !
Titre: AuroraB-kinase methylation by SETD6 regulates cytokinesis and protects cells from chromosomal instability
Résumé: SETD6 is a non-histone lysine methylatransferase, previously shown to participate in several housekeeping signaling pathways such as the NFkB pathway, Wnt signaling pathway, mitosis and more. In the current study we show evidence that SETD6 methylation is involved in the regulation of cytokinesis - the final process that divides cell contents into two daughter cells. SETD6 depleted HeLa cells presented high levels of chromatin bridges and actin patches, which are commonly observed following chromosomal segregation errors. In a proteomic screen we identified Aurora-B as a novel SETD6 substrate. Aurora-B kinase is an essential regulator of cytokinesis, known to actively delay cytokinesis as a response to the presence of chromatin in the midzone. We found that SETD6 binds and methylates Aurora-B on two adjacent lysine residues. Upon replication stress, Aurora-B methylation by SETD6 increases but is abolished when the two lysine methylation targets are substituted. In addition, replication stress led to a high tendency of SETD6 depleted cells to multinucleate, a major chromosomal-instability (CIN) phenotype. We detected a significant reduction in the Aurora-B kinase activity during cytokinesis in SETD6 knockout cells upon replication stress, which could be the mechanism underlying the accumulation of CIN phenotypes in these cells. CIN is a hallmark of cancer and is associated with tumor cell malignancy. Our findings suggest that Aurora-B methylation by SETD6 carries meaningful implications on tumorigenic cellular pathways.
Auteurs: Michal Feldman, Anand Chopra, Dikla Nachmias, Kyle K. Biggar, Daniel Sevilla, Natalie Elia, Dan Levy
Dernière mise à jour: Dec 22, 2024
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.22.629973
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.22.629973.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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