Admirer le ballet des chromosomes en méiose en temps réel

La reproduction sexuée est une source majeure de diversité génétique. Chez toutes les espèces, qu'elles soient animales ou végétales, cette reproduction repose sur l’alternance de phases où les chromosomes parentaux s’associent (fécondation, rencontre de deux gamètes parentaux) et se séparent (méiose, formation des gamètes). Pour que la séparation des chromosomes lors de la méiose soit équilibrée, il est essentiel que les chromosomes homologues se reconnaissent et s’associent en paires, appelées bivalents. Toute perturbation de cette association peut entraîner de graves problèmes de stérilité chez les parents ou des anomalies chromosomiques chez la descendance. La façon dont les chromosomes parentaux se reconnaissent dans un espace nucléaire encombré de chromosomes non homologues et s’associent sans provoquer d’enchevêtrements problématiques reste un grand mystère.

Grace à l’étude de la dynamique des chromosomes dans des cellules vivantes, Les équipes IJPB MeioMe, MiN et epiARN ont mis en évidence que chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, les chromosomes, lors de cette phase de recherche et d’association, sont animés de mouvement extrêmement rapides, comme s’ils étaient secoués violemment dans l’espace nucléaire. Cette étude a non seulement révélé ces mouvements chez les plantes, mais a également permis leur analyse quantitative, montrant qu’ils peuvent parcourir jusqu’à 50 fois leur longueur en une heure, soit 2 mm ! En testant l’impact de mutations affectant divers aspects de la machinerie cellulaire (recombinaison, structure des chromosomes, composants de l’enveloppe nucléaire), les scientifiques ont découvert que les mouvements des chromosomes dépendent avant tout de l’accrochage des chromosomes par leurs extrémités (télomères) à l’enveloppe nucléaire.

Ces résultats démontrent la conservation de ces mouvements chromosomiques méiotiques chez les plantes et établissent A. thaliana comme une nouvelle espèce modèle pour leur étude fonctionnelle. Nous allons désormais pouvoir analyser en détail les mécanismes et la fonction de cette dynamique chromosomique si particulière. Nous espérons ainsi répondre aux questions suivantes : Comment les chromosomes trouvent-ils leur partenaire ? Quels sont les impacts sur la fertilité de la suppression de ces mouvements chromosomiques ? Et enfin quels rôles ces mouvements ont-ils sur la recombinaison méiotique ?


Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.