Assemblage du fuseau de division : le secret des chromosomes

Division spindle assembly: the secret lies in the chromosomes

¹ Cell Cycle Laboratory, Cancer Research UK, London Research Institute, 44 Lincoln’s Inn Fields, Londres WC2A 3PX, Royaume-Uni
² EMBL, Meyerhofstrasse 1, 69117 Heidelberg, Allemagne

^* Rafael.Carazo-Salas@cancer.org.uk
^** stephane.brunet@embl-heidelberg.de

Résumé

Les microtubules sont, à chaque division cellulaire, organisés en fuseau bipolaire pour assurer la transmission des chromosomes aux cellules filles. Dès la sortie d’interphase, les microtubules deviennent extrêmement labiles, ce qui facilite leur réorganisation. Parallèlement, des mécanismes de restabilisation locale des microtubules doivent être mis en place pour l’assemblage du fuseau. Tout d’abord, la chromatine favorise la polymérisation et la stabilisation des microtu-bules autour d’elle. Cet « effet chromatine » est principalement relayé par une enzyme, la GTPase Ran. Il est renforcé par l’activité de moteurs moléculaires liés à la chromatine, qui ancrent des microtubules aux bras des chromosomes. Enfin, les kinétochores, structures protéiques accolées à une région limitée de la chromatine, stabilisent d’autres microtubules qui s’organisent en « fibres kinétochoriennes » robustes et contribuent au maintien du fuseau bipolaire dans la cellule.

Abstract

The partition of the genetic material of cells in two identical lots during cell division relies on the assembly of a structure composed of microtubules, the bipolar spindle. As a cell prepares its division, changes in the state of its cytoplasm lead to the disassembly and to the global instability of its microtubule network. However, in order for the spindle to form, its microtubules must persist amid this destabilizing cytoplasm. A large body of experimental data now shows that the chromosomes themselves are the source of this persistence. They carry out this task through a chromatin-induced reversal of the dominating microtubule depoly-merization regime, thereby resulting in a net microtubule polymerization locally around chromosomes, and through the capture, by kinetochores, of microtubules associated to each spindle pole and the assembly of kinetochore-associated microtubule bundles (K-fibres). In this review, we discuss the mechanisms and molecules that allow chromosomes to locally induce microtubule polymerization and stabilization during spindle assembly.