Assemblage des pores nucléaires en fin de mitose Assembling nuclear pores at the end of the mitosis

Les cellules eucaryotes ont la particularité d’être divisées en différents compartiments permettant ainsi la régulation de nombreux processus cellulaires. La séparation des compartiments nucléaire et cytoplasmique est assurée par une double bicouche lipidique, l’enveloppe nucléaire. Le contrôle de la communication entre ces deux compartiments est assuré par les pores nucléaires [1]. En dépit de sa structure complexe, l’enveloppe nucléaire se dissocie au cours de la mitose dite «ouverte» des eucaryotes supérieurs et ses composants, dont les sous-unités des pores nucléaires qui ne sont pas ancrés dans la membrane, se dispersent à travers le cytoplasme. À la fin de la mitose, le processus est inversé et une nouvelle enveloppe nucléaire se forme autour des chromosomes de chaque cellule fille. En dépit de l’importance fondamentale de ce mécanisme, on ne connaissait jusqu’à présent que peu de choses sur l’assemblage des pores nucléaires en fin de mitose. Mais, récemment, deux études ont mis en évidence le rôle crucial d’un ensemble de protéines dans ce mécanisme et ont, de plus, permis de proposer un nouveau modèle d’assemblage des pores nucléaires [2, 3]. Les pores nucléaires (NPC, nuclear pore complexes) sont des structures macromoléculaires très organisées, ancrées dans l’enveloppe nucléaire. Les NPC sont constitués d’un anneau perforé par un canal central et prolongé par des filaments cytoplasmiques et nucléaires. Chez les vertébrés, les pores nucléaires, dont la masse moléculaire est évaluée à 125 MDa, sont composés d’une trentaine de protéines différentes appelées nucléoporines. Parmi ces protéines, seules deux présentent un domaine transmembranaire. Les autres protéines, assemblées en sous-complexes, interagissent entre elles pour former cet édifice ((→) m/s 2002, n°1, p.41). Certaines nucléoporines caractérisées par des motifs répétés de type Phe-Gly (FG) ont une fonction prédominante dans le transport nucléo-cytoplasmique [1]. La fonction des autres nucléoporines est moins bien déterminée, et certaines d’entre elles assureraient plutôt le maintien de la structure du pore. Parmi ces protéines, Nup107, Nup160, Nup133, Nup96, Nup85 et Sec13 s’assemblent pour former le sous-complexe Nup107-160 [3-5]. En collaboration avec l’équipe de Jan Ellenberg, (EMBL, Heidelberg, Allemagne) nous avions montré que les nucléoporines Nup107 et Nup133 sont des composants stables des NPC en interphase. De plus, ces deux nucléoporines sont adressées de façon très précoce à l’enveloppe nucléaire en fin de mitose, ce qui suggérait qu’elles puissent être impliquées dans les étapes précoces de l’assemblage des NPC [4]. Afin de déterminer le rôle du complexe Nup107-160 dans l’organisation fonctionnelle des NPC, nous avons employé une approche in vivo fondée sur la technique d’interférence ARN qui permet de bloquer spécifiquement l’expression d’un gène en dégradant les ARNm qu’il transcrit [6]. Par cette méthode, nous avons observé une déplétion partielle des nucléoporines Nup107 ou Nup133 après 48 ou 72 heures de traitement. Cette déplétion s’accompagnait de la diminution du marquage de nombreuses nucléoporines au niveau de l’enveloppe nucléaire [2]. Un résultat similaire a été obtenu par d’autres équipes en déplétant les nucléoporines Nup107 ou Nup85 [3, 7]. L’observation en microscopie électronique à balayage de la surface de l’enveloppe nucléaire de cellules témoins ou déplétées de Nup133 ou Nup107 (réalisée en collaboration avec l’équipe de Terry Allen, Manchester, UK) a révélé que les cellules dépourvues de l’une de ces deux nucléoporines contenaient trois fois moins de pores nucléaires que des cellules témoins [2]. Ces données confirmaient l’hypothèse selon laquelle le complexe Nup107 joue un rôle important dans l’assemblage des NPC. Cependant, cette déplétion n’était que partielle et s’accompagnait de défauts d’export des ARN messagers et d’import de certaines protéines, ce qui ne permettait pas de conclure à un effet direct du complexe Nup107-160. De ce fait, notre équipe, en collaboration avec l’équipe de …