Cycle cellulaire et développement
Responsable
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Lionel PINTARD
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4e étage
Thèmes et axes de recherche : Biologie quantitative et modélisation , Développement et évolution , Dynamique cellulaire et signalisation , Dynamique du génome et des chromosomes , Modèles biologiques , Pathologies moléculaires et cellulaires
Notre équipe s'intéresse aux mécanismes moléculaires qui contrôlent le cycle de division cellulaire au cours du développement.
Un contrôle minutieux et précis du cycle cellulaire est essentiel au cours des changements morphologiques remarquables qui interviennent tout au long du développement d'un organisme, et qui nécessitent une étroite coordination entre prolifération, différenciation cellulaire et morphogenèse. Des altérations dans le contrôle du cycle de division cellulaire ont des conséquences dramatiques pouvant conduire à la mort cellulaire, à une instabilité génétique ou à une prolifération cellulaire anarchique à l'origine de la formation de cancers.
Alors que des progrès remarquables ont permis de mettre en évidence les processus qui gouvernent la division de l'entité cellulaire, les mécanismes qui coordonnent la progression du cycle cellulaire et le développement dans les organismes multicellulaires restent à ce jour globalement méconnus. Par exemple, chez le nématode C. elegans, la première division embryonnaire est asymétrique et donne lieu à des blastomères de taille inégale dont la division est asynchrone (Figure 1). L'établissement et le maintien de cette asynchronie est nécessaire au développement normal de l'organisme. Cependant, les mécanismes mis en jeu et en particulier: les signaux, les voies de signalisation ainsi que l'identité des régulateurs du cycle cellulaire, cibles de ces signaux, restent à ce jour méconnus.
Embryon en mitose (panneau supérieur), les microtubules sont décorés en vert et l'ADN en bleu. La première division asymétrique donne lieu à 2 blastomères de taille inégale (AB et P1) (Panneau médian) dont la division est asynchrone (Panneau inférieur). Les chromosomes sont visualisés en vert. Dimension de l'embryon (55x30 µm).
Notre objectif est de mettre en évidence les mécanismes moléculaires qui contrôlent le cycle de division cellulaire au cours du développement. Nous utilisons le nématode C. elegans comme système modèle qui permet de combiner des approches génétiques, de biologie cellulaire et de protéomique. Plus particulièrement, nous étudions le rôle du système ubiquitine-protéasome et notamment celui des ubiquitine-ligases nucléées par les cullines au cours du développement. A l'heure actuelle, on estime le nombre de ces enzymes à environ 500. Cependant, dans la plupart des cas, les substrats de ces enzymes ainsi que les processus qu'ils contrôlent ne sont pas connus.
Notre travail s'articule autour des questions suivantes:
- Quel est le rôle des E3-ligases nucléées par les cullines au cours du développement du nématode? Quels sont leurs substrats et le rôle de ces substrats ?
- Comment ces enzymes sont-elles régulées ?
- Quelles sont les bases moléculaires à l'origine de l'asynchronie de division entre les blastomères AB et P1 ?
L'ubiquitine est conjuguée aux substrats par une série de trans-thiosterifications catalysées par une cascade enzymatique (E1 E2 E3). La polyubiquitination du substrat déclenche sa dégradation par le protéasome 26S.
Les recherches de l'équipe sont supportées par le CNRS, l'Association pour la recherche sur le cancer, la Fondation pour la Recherche Médicale et la ville de Paris.
L'équipe est équipe-partenaire du Labex “Who am I?” .
Sélection de publications
Cyclin A-cdk1-Dependent Phosphorylation of Bora Is the Triggering Factor Promoting Mitotic Entry.
Vigneron, S., Sundermann, L., Labbé, J. C., Pintard, L., Radulescu, O., Castro, A., and Lorca, T.
Dev Cell. 2018 45, 637-650.e7.
Abstract
Channel Nucleoporins Recruit PLK-1 to Nuclear Pore Complexes to Direct Nuclear Envelope Breakdown in C. elegans.
Martino, L., Morchoisne-Bolhy, S., Cheerambathur, D. K., Van Hove, L., Dumont, J., Joly, N., Desai, A., Doye, V., and Pintard, L.
Dev Cell. 2017 43, 157-171.e7.
Abstract
A Single-Cell Biochemistry Approach Reveals PAR Complex Dynamics during Cell Polarization.
Dickinson, D. J., Schwager, F., Pintard, L., Gotta, M., and Goldstein, B.
Dev Cell. 2017 42, 416-434.e11.
Abstract
Cdk1 Phosphorylates SPAT-1/Bora to Promote Plk1 Activation in C. elegans and Human Cells.
Thomas, Y., Cirillo, L., Panbianco, C., Martino, L., Tavernier, N., Schwager, F., Van Hove, L., Joly, N., Santamaria, A., Pintard, L., and Gotta, M.
Cell Rep. 2016 5, 510-518.
Abstract
Microtubule-severing activity of the AAA+ ATPase Katanin is essential for female meiotic spindle assembly.
Joly, N., Martino, L., Gigant, E., Dumont, J., and Pintard, L.
Development. 2016 143, 3604-3614.
Abstract
RNAi-Based Suppressor Screens Reveal Genetic Interactions Between the CRL2LRR-1 E3-Ligase and the DNA Replication Machinery in Caenorhabditis elegans.
Ossareh-Nazari, B., Katsiarimpa, A., Merlet, J., and Pintard, L.
G3 (Bethesda). 2016 6,3431-3442
Abstract
Cdk1 phosphorylates SPAT-1/Bora to trigger PLK-1 activation and drive mitotic entry in C. elegans embryos.
Tavernier N, Noatynska A, Panbianco C, Martino L, Van Hove L, Schwager F, Léger T, Gotta M, Pintard L.
J Cell Biol. 2015 Mar 16;208(6):661-9
Abstract
Microtubule severing by the katanin complex is activated by PPFR-1-dependent MEI-1 dephosphorylation.
Gomes JE, Tavernier N, Richaudeau B, Formstecher E, Boulin T, Mains PE, Dumont J, Pintard L.
J Cell Biol.2013 Aug 5;202(3):431-9.
Abstract
CRL2LRR-1 E3-Ligase Regulates Proliferation and Progression through Meiosis in the Caenorhabditis elegans Germline. Burger J, Merlet J, Tavernier N, Richaudeau B, Arnold A, Ciosk R, Bowerman B, Pintard L.
PLoS Genetics.2013 Mar; 9(3):e1003375.
Abstract