Individualisation des kinétochores sœurs pour la déprotection de la cohésine dans la méiose des ovocytes – SisterKT-separation

La reproduction sexuée permet la génération de gamètes contenant le nombre correct de chromosomes haploïdes. Ce procédé nécessite la recombinaison des chromosomes paternels et maternels et l'exécution de deux divisions cellulaires spécialisées, appelées méiose I et II, sans réplication d'ADN intermédiaire. En méiose I, les chromosomes sont séparés et en méiose II, les chromatides soeurs. Pour exécuter ces deux divisions avec des schémas de ségrégation distincts, la cohésine, qui maintient ensemble les chromatides sœurs, doit être éliminée par deux clivages successifs. La séparase clive les cohésines sur les bras des chromosomes en méiose I et sur les régions centromériques en méiose II. Les échecs du clivage de la cohésine conduisent à la génération de gamètes aneuploïdes ne contenant pas le nombre correct de chromosomes. Les divisions méiotiques féminines sont très sujettes aux erreurs, avec près d'un quart de tous les ovocytes chez la femme contenant des erreurs de ségrégation avant la fécondation. Cela conduit à la génération d'embryons aneuploïdes et d'avortements spontanés, si la fécondation a lieu.

Nos projets visent à élucider les changements structurels qui se produisent sur les chromosomes au niveau des sites de fixation du fuseau bipolaire - les kinétochores - au fur et à mesure que les ovocytes progressent de la méiose I à la méiose II. Les kinétochores se forment au niveau du centromère et se fixent aux microtubules constituant le fuseau. Lors de la méiose I, les deux kinétochores frères d'un chromosome sont fusionnés, orientés vers le même pôle et se comportent comme une seule unité. Récemment, nous avons découvert que la séparation ("l’individualisation") de ces paires de kinétochores frères lors de l'anaphase de méiose I est essentielle pour la ségrégation des chromatides sœurs dans la division de méiose II suivante. Nous allons élucider précisément quels changements structurels au niveau des kinétochores et de la chromatine centromérique sous-jacente ont lieu. Le projet va capitaliser sur la synergie des deux partenaires, le laboratoire du coordinateur a une expertise sur la ségrégation des chromosomes dans l'ovocyte de souris et le partenaire est à la pointe des technologies de tomographie électronique et des études de microscopie à super-résolution des structures subcellulaires. Au début de la subvention, un nouveau microscope cryo-électronique sera disponible pour ce projet. Il permettra pour la première fois d’analyser la structure de la chromatine au niveau des centromères et des kinétochores dans les ovocytes de souris ; et ceci de manière résolue dans le temps avec un niveau de détails sans précédent. Les rôles dans la fusion et l'individualisation du kinétochore de deux protéines, à savoir Meikin et la sous-unité Rec8 du complexe des cohésines, seront déterminés. Nous utiliserons une variété de modèles "knock-out" conditionnel dans l’ovocyte de souris (notamment l’invalidation conditionnelle de la Séparase et de Meikin), ainsi que les approches de microscopie optique et électronique que nous allons mettre en place. Avec nos résultats, nous visons à élucider comment l'élimination de la cohésine centromérique et la ségrégation des chromatides sœurs dans la méiose II sont autorisées après l'individualisation des kinétochores lors de la méiose I. Dans l'ensemble, notre travail fournira de nouvelles informations sur la ségrégation des chromosomes dans la méiose femelle des mammifères et sera donc pertinent pour les questions liées à la santé reproductive.