Un réarrangement des septines déclenche la cytocinèse chez la levure

12 novembre 2018

Résultats scientifiques Biologie cellulaire Génétique, génomique

Les septines sont des protéines du cytosquelette qui sculptent les membranes. Chez la levure, elles forment un collier au site de division cellulaire et sont requises pour l’assemblage de l’appareil de cytocinèse. Ce travail publié dans Nature Communications montre que les septines doivent ensuite être déplacées en fin de mitose pour permettre la constriction de l’anneau contractile et la cytocinèse. Une cascade de kinases et phosphatase s’active aux centres organisateurs des microtubules pour déclencher ce processus.

La cytocinèse est le processus final de la mitose conduisant à la séparation physique des deux cellules filles. Dans la plupart des organismes eucaryotes, à l’exception des plantes, la cytocinèse est déclenchée par la contraction d’un anneau d’actomyosine qui, en interagissant avec la membrane plasmique, en promeut l’invagination au site de division cellulaire en fin de mitose. D’autres protéines du cytosquelette appelées septines contribuent aussi à la cytocinèse. Chez la levure bourgeonnante Saccharomyces cerevisiae, les septines forment, au col du bourgeon, un collier qui est essentiel à la cytocinèse en recrutant les nombreux facteurs de l’appareil cytocinétique. Il reste à comprendre comment l’anneau d’actomyosine est régulé dans l’espace et dans le temps, c’est à dire quels sont les facteurs qui en guident l’assemblage à un endroit défini de la membrane plasmique ou sa contraction à un moment précis du cycle cellulaire.

Cette étude montre que les septines ont un double rôle, positif pour l’assemblage de l’anneau d’actomyosine, mais négatif pour la contraction de ce dernier, et qu’elles doivent donc être déplacées du site de clivage à la fin de la mitose pour en permettre la contraction et achever la cytocinèse. Ce déplacement se produit par scission du collier de septines en deux anneaux bien séparés encadrant l’anneau d’actomyosine. Le processus est déclenché par une voie de signalisation appelée Mitotic Exit Network (MEN) à travers son effecteur ultime, la phosphatase Cdc14. Curieusement, la régulation du MEN réside aux centres organisateurs des microtubules (spindle pole bodies "SPB") chez la levure. La modification par ubiquitination d’une protéine constitutive du SPB responsable du recrutement des acteurs du MEN inhibe l’activation du MEN et la scission des anneaux de septines au site de la division cellulaire, interdisant ainsi la cytocinèse. Cet interrupteur moléculaire de l’activité du MEN est vraisemblablement important dans des conditions où la cytocinèse n’est pas souhaitable, comme par exemple lorsque la ségrégation des chromosomes est empêchée.

Figure : Chez la levure S. cerevisiae la phosphatase Cdc14 est inactive dans le nucléole jusqu’en métaphase, alors qu'au début de l'anaphase elle s’active et diffuse d’abord dans le noyau et plus tard dans le cytoplasme. À ce stade, ainsi que lors des phases précédentes du cycle cellulaire (non montrées), les septines forment un collier d'échafaudage au niveau du col du bourgeon où elles organisent l’appareil cytocinétique, y compris l’anneau contractile d’actomyosine. A la fin de la mitose, le MEN promeut l’activation de Cdc14 dans le cytoplasme, ce qui permet également son recrutement aux SPBs (de préférence le SPB du bourgeon) et induit la sortie de la mitose. L’activité du MEN et Cdc14 aux SPBs conduisent ensuite à la scission du collier de septines en deux anneaux séparés, condition préalable et nécessaire à la contraction de l’anneau d’actomyosine et à la formation du septum. À la fin de la cytocinèse, les ubiquitine-ligases Dma1 et Dma2 contribuent à étendre la signalisation du MEN via l'ubiquitination de leur échafaudage aux SPBs. Cependant, dans des conditions adverses où la cytocinèse n’est pas souhaitable, Dma1/2 peut inhiber le MEN et interférer avec la scission du collier des septines.
© Simonetta PIATTI

En savoir plus :

Recruitment of the mitotic exit network to yeast centrosomes couples septin displacement to actomyosin constriction.
Tamborrini D, Juanes MA, Ibanes S, Rancati G, Piatti S.
Nat Commun. 2018 Oct 17;9(1):4308. doi: 10.1038/s41467-018-06767-0.

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Simonetta Piatti

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