Une propriété inattendue des centrioles humains

Les centrioles sont des structures de petite taille impliquées dans des processus essentiels tels que la division, la migration et la communication cellulaire. Grâce à une technique récente de microscopie super-résolutive, les scientifiques ont mis en évidence une propriété structurale inattendue des centrioles humains. Ces travaux, publiés dans la revue eLife, ouvrent la voie à une meilleure compréhension de l’architecture et de la fonction des centrioles dans les cellules humaines.

Les centrioles sont des structures macromoléculaires complexes présentes dans la majorité de nos cellules au sein d’un organite appelé centrosome. Le centrosome, dont les centrioles sont les éléments structurants, participe à l'organisation du cytosquelette et régule des processus fondamentaux tels que la migration cellulaire ou la ségrégation des chromosomes pendant la division. Les centrioles sont aussi nécessaires à l'assemblage du cil, une sorte d'antenne cellulaire impliquée dans la communication intercellulaire, qui est essentielle au développement des vertébrés. Les centrioles sont des structures cylindriques avec une symétrie d'ordre 9, caractéristique, qui résulte de l'arrangement des triplets de microtubules à partir desquels les centrioles sont assemblés. Cette structure n’est pas propre aux vertébrés mais est en fait ancienne et conservée dans l’évolution. Toutefois, chez de nombreuses espèces d’eucaryotes unicellulaires, certains des triplets portent de façon spécifique des appendices qui servent à ancrer des composants du cytosquelette. Ces appendices confèrent aux centrioles une propriété appelée polarité (ou asymétrie) rotationnelle, qui est essentielle pour l’organisation cellulaire et la viabilité de ces organismes.

En revanche, il était communément admis que les centrioles présents au sein du centrosome humain ne présentaient pas d’asymétrie rotationnelle. Pour déterminer la localisation précise d’une protéine centriolaire peu caractérisée appelée LRRCC1 ("Leucine Rich Repeat and Coiled Coil containing1"), les scientifiques ont utilisé une technique récente d'imagerie super-résolutive appelée microscopie d’expansion. Cette méthode consiste à synthétiser au sein des cellules un réseau de polymères capable de se dilater, de façon à en accroître la taille physique. Les échantillons peuvent alors être observés sur des microscopes photoniques conventionnels avec une résolution environ 5 fois supérieure à celle des préparations classiques. Dans le cas de structures comme les centrioles, dont le diamètre est inférieur à la résolution des microscopes conventionnels, cela fait une grande différence.

En appliquant cette technique à des cellules humaines en culture, les chercheurs ont découvert que LRRCC1 et une seconde protéine centriolaire appelée C2CD3 sont localisées de façon asymétrique à la circonférence des centrioles. Ainsi, la polarité rotationnelle des centrioles, une propriété répandue chez les eucaryotes unicellulaires, a été conservée dans nos cellules. Ces travaux apportent un éclairage nouveau sur la structure et les propriétés des centrioles humains, et ouvrent la voie à l'exploration des rôles cellulaires de l'asymétrie rotationnelle des centrioles. Cette propriété pourrait en particulier influencer la fonction des cils, puisque des mutations dans LRRCC1 et C2CD3 sont associés à des ciliopathies, des maladies génétiques causées par des anomalies ciliaires. Elle pourrait aussi affecter l'organisation du cytosquelette, comme c’est le cas chez les eucaryotes unicellulaires.