Mitose: entrée, sortie et issues de secours Mitosis : entry, exit and emergency exit

L’observation d’une cellule en division conserve pour le spécialiste un caractère saisissant, comme ces spectacles dont la force tient à la fois à la manière dont se développe l’action et à la maîtrise de l’occupation de l’espace. À partir de figures de mitose observées dans des cellules fixées, les premiers biologistes de la cellule parlaient du « ballet bien réglé » ou de la « chorégraphie » de la mitose. Que diraient-ils des observations vidéomicroscopiques d’aujourd’hui? Leur matériel favori était alors les oeufs à segmentation d’origine variée. La régularité d’horloge avec laquelle se divisaient ces oeufs forçait l’attention. Ne pouvant observer la division cellulaire que de très « haut », ils purent en saisir les principes essentiels. En observant la formation du premier fuseau mitotique dans l’oeuf après fécondation, après que le centrosome apporté par le spermatozoïde ait dupliqué, Theodor Boveri imagina que la coordination entre division nucléaire et division cytoplasmique était assurée par le centrosome. Et que l’absence de centrosome dans l’ovocyte évitait un développement parthénogénétique. La division cellulaire comme objet d’étude connut ensuite une éclipse de près d’un siècle. Ce n’est que récemment que son déroulement a pu être solidement cartographié par l’analyse génétique de systèmes modèles comme les levures, et que les mécanismes biochimiques gouvernant les grandes transitions de l’interphase à la mitose ont pu être identifiés dans des modèles de divisions synchrones comme les oeufs d’amphibiens ou d’échinodermes. On sait combien fut fructueuse la conjonction de ces deux approches dans la mise au jour, au cours des années 1980-1990, de l’horloge biochimique universelle qui sous-tend la division des cellules eucaryotes. Emmenée par Marcel Dorée, l’École du CRBM (Centre de recherches en biochimie macromoléculaire) de Montpellier (France) participa très activement à cette aventure et joua un rôle important dans l’identification du MPF (mitosis-promoting factor). Les deux articles de M. Dorée et A. Castro et al. (p. 299 et p. 309 de ce numéro) proviennent de spécialistes de premier plan. Sous forme concise, ils nous donnent l’état de l’art dans les deux transitions essentielles de la mitose, l’entrée de la cellule dans l’état mitotique et la sortie de métaphase. Chacun des deux articles détaille en particulier la manière dont la transition devient irréversible. C’est en effet l’une des caractéristiques essentielles du contrôle du cycle de division cellulaire que sa progression soit assurée par une série de décisions « tout-ou-rien » au niveau de la cellule entière. Contrairement à d’autres voies ou cascades métaboliques dans lesquelles la production des métabolites peut être modulée continûment, il s’agit là de la « mise à feu » d’un processus biochimique qui va gagner toute la cellule et faire basculer tous les compartiments cellulaires, sans exception, d’un état dans l’autre. Voir un extrait d’oeuf de xénope transiter, par un mécanisme entièrement post-transcriptionnel, de l’état interphasique à l’état mitotique est pour un biochimiste une expérience inoubliable. Le retour à l’état antérieur, par destruction de la cycline, est constitutif du mécanisme de « mise à feu » dans un cycle embryonnaire simple à deux états, par le jeu de boucles de rétroactions. Il est au contraire sous étroite surveillance dans les cellules somatiques, grâce à un système de frein d’une remarquable ingéniosité. C’est ce que décrit le second article. La survie des cellules dépend en effet de leur capacité de rester en mitose aussi longtemps que toutes les paires de chromatides appariées ne sont pas correctement orientées par rapport aux deux pôles du fuseau mitotique, une condition nécessaire à leur séparation en deux chromosomes indépendants. Tout se joue entre les kinétochores par lesquels les chromosomes s’attachent au fuseau mitotique et …