Yin-Yang dans la duplication des chromosomes

La duplication du matériel génétique est une étape cruciale lorsque les cellules se divisent. Chez les vertébrés, ce processus implique l'activation de milliers de points de départ de la copie de l'ADN, appelés « origines de réplication ». Ces points sont répartis de manière irrégulière sur le génome. Pour garantir une copie complète et fidèle de l'ADN, deux éléments sont essentiels :

• L'activation coordonnée de ces points de départ.
• La régulation de la vitesse à laquelle l'ADN est copié.

Cependant, les mécanismes précis qui contrôlent ce processus restent mal compris. Tout dysfonctionnement peut entraîner des anomalies génétiques et favoriser l’apparition de cancers.

Deux stratégies distinctes et opposées sont médiées par l’enzyme Polo-like kinase 1

Dans une étude publiée dans la revue Nucleic Acids Research, les scientifiques ont étudié la réplication de l’ADN en utilisant des extraits acellulaires d’œufs de l’amphibien Xenopus laevis. Ce modèle est assez similaire à la réplication dans les cellules humaines et a permis de développer une nouvelle méthode pour analyser la répartition des points de départ de la réplication (initiations) et la vitesse de réplication dans des molécules d’ADN individualisées. En combinant cette analyse avec des modèles cinétiques, les scientifiques ont découvert que la réplication de l’ADN repose sur deux stratégies dynamiques et opposées :

• Une stratégie rapide : une vitesse de réplication élevée, mais avec moins de points de départ.
• Une stratégie lente : une vitesse de réplication plus lente compensée par l’activation de nombreux points de départ.

Dans ce contexte, les scientifiques ont pu déterminer que l’enzyme Polo-like kinase 1 (Plk1) jouait un rôle clé dans la coordination de ces deux stratégies Plk1, souvent mutée dans de nombreux cancers, régule cet équilibre, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives sur le contrôle de la réplication et ses implications en oncologie.

Figure : Une nouvelle méthode d’analyse (RepliCorr) met en évidence une combinaison dynamique de deux stratégies de réplication régulées par l’enzyme Polo-like kinase 1.

En savoir plus : Ciardo D, Haccard O, de Carli F, Hyrien O, Goldar A, Marheineke K. Dual DNA replication modes: varying fork speeds and initiation rates within the spatial replication program in Xenopus. Nucleic Acids Res. 2025;53(3):gkaf007. doi:10.1093/nar/gkaf007