Une étude, dont les résultats intitulés «The M-phase regulatory phosphatase PP2A-B55δ opposes protein kinase A on Arpp19 to initiate meiotic division» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de révéler les mécanismes moléculaires assurant l'arrêt dans leur différenciation des ovocytes au sein des ovaires et sa levée lors de l’ovulation, permettant à l’ovocyte de reprendre son évolution en gamète.

Relevons tout d'abord que, chez les animaux, «les cellules reproductrices femelles, les ovocytes, sont arrêtées dans leur différenciation au sein des ovaires pendant de très longues périodes (mois ou années chez les vertébrés)», une pause essentielle «car, en son absence, la croissance de l’ovocyte ne bénéficie pas de suffisamment de temps, produisant des gamètes trop petits et incapables de former un embryon».

Concrètement, chez les Vertébrés, «la pause ovocytaire est dûe à une kinase (enzyme qui phosphoryle les protéines) appelée PKA». Cependant, après sa découverte, «il faudra attendre près de 40 ans pour que soit identifiée Arpp19, la protéine phosphorylée par PKA et responsable de l’arrêt de l’ovocyte».

Ensuite, «lors de l’ovulation, une hormone (la progestérone chez l’amphibien utilisé dans cette étude) agit sur l’ovocyte et provoque la déphosphorylation d’Arpp19», ce qui «lève le blocage en déclenchant une cascade d’interactions entre molécules qui se conclut 4 heures plus tard par l’activation de l’enzyme-clé de la division, Cdk1». Cdk1 «entraîne les divisions de l’ovocyte (appelées divisions méiotiques), étape finale de sa différenciation en gamète».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée montre «qu'en réponse à la progestérone, Arpp19 passe de l’état phosphorylé à l’état déphosphorylé (ce qui lève le blocage de l’ovocyte) sous l'effet de la phosphatase PP2A-B55d (les phosphatases sont des enzymes qui déphosphorylent les protéines)». Néanmoins, alors que, dans l’ovocyte bloqué, PP2A-B55d est active, comme PKA, «Arpp19 reste sous son état phosphorylé».

On peut expliquer cet apparent paradoxe «par le fait que la kinase PKA est beaucoup plus active que la phosphatase, entraînant un turn-over de phosphorylation/déphosphorylation d’Arpp19 pendant toute la période d’arrêt». Bien que ce système soit «très couteux sur le plan énergétique pour la cellule», il «permet aux deux enzymes, actives, de modifier d’autres substrats qu’Arpp19 importants pour la vie ovocytaire».

Cette étude montre, en outre, «comment la progestérone provoque la bascule de cet équilibre: l’activité de PKA est brutalement inhibée, ce qui stoppe la phosphorylation d’Arpp19 alors que celle de PP2A-B55d n’est pas affectée» de sorte que «toujours active, cette dernière déphosphoryle Arpp19 qui déclenche alors la reprise de la différenciation ovocytaire». Puis, «4 heures après que le duo Arpp19/PP2A-B55d a déclenché le réveil de l’ovocyte, il se retrouve à jouer un rôle moléculaire tout-à-fait différent dans l’activation de Cdk1 qui lance les divisions méiotiques de l’ovocyte, qui aboutiront à la production finale du gamète».

Au bout du compte, un même couple de protéines assure «le réveil de l’ovocyte puis, 4 heures plus tard, sa division, deux étapes-clefs dans la différenciation de l’ovocyte en gamète», ce qui «ouvre de nouvelles voies de recherche ou de thérapie sur la division cellulaire et la biologie des cellules reproductrices».