Une étude, dont les résultats intitulés «Simultaneous Regulation of Cytokinetic Furrow and Nucleus Positions by Cortical Tension Contributes to Proper DNA Segregation during Late Mitosis» ont été publiés dans la revue Current Biology, a permis de révéler l’existence d’un mécanisme inédit de correction des erreurs de répartition de l’ADN, lors de la division cellulaire, dans lequel les changements de tension cellulaire jouent un rôle essentiel pour assurer la ségrégation équitable des chromosomes.

Notons tout d'abord que «lorsqu’une cellule se divise, son matériel génétique doit être réparti équitablement entre ses deux cellules-filles» et relevons que des erreurs dans cette répartition «peuvent avoir des conséquences dramatiques sur la vie des cellules-filles», car «une mauvaise répartition de l’ADN provoque une aneuploïdie des deux cellules filles qui peut conduire à leur transformation tumorale».

En fait, «la bonne répartition des chromosomes lors de la division cellulaire» est l'aboutissement de «plusieurs étapes successives». En premier lieu, «le fuseau mitotique, une structure composée de microtubules se formant au début de la division cellulaire, permet de séparer les chromosomes en deux lots égaux». Ensuite, «ce fuseau ainsi qu’une protéine du cytosquelette, la myosine», sont en mesure «de contrôler la formation d’un anneau circulaire, appelé sillon de division, clivant la cellule mère entre les deux lots de chromosomes».

Alors que «des erreurs peuvent se produire lors de la séparation des chromosomes ou lors de la formation du sillon de division», il existe «des mécanismes capables de corriger certaines de ces erreurs»: ainsi, «plusieurs processus, impliquant des voies de signalisation biochimiques, permettent de corriger les erreurs se produisant lors de la séparation des chromosomes par le fuseau mitotique».

Pour sa part, l'étude ici présentée met en évidence «l’existence d’un nouveau type de mécanisme, basé sur les changements des propriétés biophysiques des cellules et permettant de corriger des défauts de ségrégation de l’ADN provoqués par des erreurs dans le positionnement du sillon de division».

La démonstration s'appuie sur «l’embryon du vers Caenorhabditis elegans au stade une-cellule, dont la grande taille permet de facilement visualiser les étapes de la division». Plusieurs types d’embryons mutants «dans lesquels le sillon de division est mal positionné par rapport au fuseau mitotique» ont été observés.

Dans les embryons en question, «les erreurs de positionnement du sillon sont dues à un excès de myosine à un pôle de la cellule», ce qui conduit «initialement à des défauts majeurs de ségrégation des chromosomes: une cellule fille hérite de tous les chromosomes alors que l’autre n’en a pas». Cependant, il a été observé «que ces défauts sont corrigés en fin de division cellulaire», une correction «possible grâce au déplacement du sillon de division et à celui, dans le sens opposé, d’un des noyaux contenant les chromosomes».

Afin d'identifier «les mécanismes permettant ces déplacements», des expériences de génétique, des mesures de tension et de flux ont été effectuées et un modèle biophysique élaboré. Il est alors apparu que l’excès de myosine à un pôle de la cellule provoque «un excès de tension qui induit la formation de 'bulles' au niveau du cortex cellulaire».

Concrètement, «ces bulles permettent tout d’abord une expansion du cortex qui participe au déplacement du sillon de division», puis, «lorsque le sillon se ferme, le relâchement dû à la formation des bulles corticales crée une différence de pression intracellulaire et aboutit à la création d’un fort flux cytoplasmique» fournissant «la force qui permet au sillon de continuer à se déplacer» et qui «entraine également le déplacement du noyau».

Au bout du compte, «l’excès de myosine qui provoque les erreurs de positionnement du sillon de division et les défauts initiaux de ségrégation des chromosomes modifie également les propriétés biophysiques de la cellule, notamment sa tension corticale» de sorte que «les changements physiques (formation de bulles corticales et apparition de flux cytoplasmiques) qui s’ensuivent sont à l’origine des forces permettant le déplacement du sillon de division et du matériel génétique».