Un projet de recherche conjoint entre la Graduate School of Information Science and Technology de l'Université de Tokyo et la Faculty of Science and Engineering de l'Université Waseda a récemment mis en évidence l'influence de contraintes physiques externes exercées sur la cellule pendant sa division par mitose.
La mitose est un phénomène de division cellulaire couramment observé chez les organismes eucaryotes. Son déroulement est notamment marqué par la formation de deux cellules filles diploïdes à partir d'une cellule mère diploïde. La migration et la bonne répartition des différents chromosomes dans chacune de ces cellules filles sont notamment assurées par le fuseau mitotique, structure dynamique composée de protéines et de microtubules.
Afin d'étudier la dynamique des forces mises en jeu lors de la mitose, les scientifiques se sont intéressés à l'influence de contraintes physiques extérieures sur le fuseau mitotique. A l'aide d'une micropince (200 micro-m de longueur, 30 micro-m de largeur, constante de raideur d'environ 6 nN/micro-m) développée récemment par les spécialistes de l'Université de Tokyo, les chercheurs ont pressé une cellule cancéreuse (environ 20 micro-m) pendant sa phase de division.
Une force nécessaire à l'allongement du fuseau mitotique a ainsi été exercée et le comportement de la cellule a été observé. Si la durée habituelle de l'étape de distribution des chromosomes dans les cellules filles est d'environ 20 minutes, l'application d'une grande force a permis d'accélérer significativement le processus de distribution des chromosomes.
En effet, la migration des chromosomes n'a duré que 10 minutes sous l'influence de la micropince. A l'inverse, l'application d'une faible contrainte physique a retardé le phénomène de quelques minutes.
La même expérience a été réalisée sur des cellules subissant l'effet d'une molécule pharmaceutique empêchant la distribution des chromosomes. Les scientifiques ont alors constaté que malgré cette contrainte chimique, l'application d'une force extérieure permet aux cellules de déclencher le processus de migration chromosomique.
La prochaine étape de leurs travaux consistera à étudier le comportement d'une cellule saine face à cette contrainte. D'après les scientifiques, ces découvertes pourraient permettre d'optimiser les techniques de reconstruction tissulaire actuellement très utilisées au Japon en médecine régénérative.
Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue scientifique Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America datée du 16 avril 2012.