En prométaphase, lorsque la répression de la transcription des gènes ribosomiques débute, les composants du DFC et GC se dispersent progressivement dans le cytosol. Lors de la transition prométaphase/métaphase, certaines de ces protéines, actrices de la maturation ribosomique, vont en partie former une gaine autour des chromosomes (Angelier et al., 2005; Hernandez-Verdun and Gautier, 1994; Savino et al., 2001; Weisenberger and Scheer, 1995). En plus des composants nucléolaires, la gaine péri-chromosomique contient des protéines non nucléolaires comme des protéines de l’enveloppe nucléaire (Leung et al., 2004; Rattner and Wang, 1992), ou la périchromonucléoline (Shi et al., 1987). Cette gaine chromosomique pourrait permettre un transfert équitable de certains composants nucléaires entre les deux cellules filles et contribuer de manière plus efficace à la reformation du compartiment nucléaire, comme l’enveloppe ou les nucléoles (Hernandez-Verdun and Roussel, 2003).
Le désassemblage du nucléole s’opère selon un ordre précis. Des études quantitatives en imagerie ont révélé des cinétiques de dissociation particulières pour les facteurs
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Complexe de port nucléaire Traffic nucléo-cytoplasmique CF CFD CG enveloppe nucléaire nucléoplasme (1) (2) (3) (4) (5)
Figure 28 : Chronologie de désassemblage du nucléole et de ses compartiments en prophase. (1) : Dissociation de RPA39 et du FC
(2) : Arrêt du traffic nucléocytoplasmique
(3) : Dissociation de la fibrillarine, représentant le DFC (4) : Dissociation de B23 et du GC
INTRODUCTION
57 nucléolaires du FC, du DFC et du GC (Leung et al., 2004). En effet, la sous-unité RPA39 de l’ARN polymérase I, localisée dans le FC, est la première protéine à se dissocier des nucléoles, suivie de la fibrillarine et de B23, respectivement présentes dans le DFC et le GC. La dissociation du FC, du DFC et du GC a lieu de façon séquentielle, entre le moment où l’enveloppe nucléaire perd son intégrité fonctionnelle (i.e. perte de sa fonction de barrière dans l’import et l’export) et le moment où l’enveloppe nucléaire se déstructure (Figure 28). Dans un 1er temps, les protéines du FC diffusent. Cette étape est suivie dans un 2ème temps par l’arrêt des échanges nucléocytoplasmiques. Dans un 3ème temps, les protéines du DFC et du GC se dissocient et enfin l’enveloppe nucléaire se déstructure (Leung et al., 2004).
Bien que les protéines impliquées dans la maturation des pré-ARNr co-localisent au niveau de la gaine chromosomique pendant la mitose, il n’est pas encore prouvé que les complexes de maturation soient conservés pendant la division cellulaire. Il a été montré que la maturation des particules pré-ribosomiques était réprimée à partir de la prométaphase jusqu’à l’anaphase, et que cette répression était indépendante de la mise en silence de la transcription des gènes ribosomiques (Dousset et al., 2000; Sirri et al., 2000).
La mise en place et le maintien de la répression de la maturation des ribosomes lors de la mitose demeure un processus non élucidé. Il est toutefois envisageable que des mécanismes comme la phosphorylation, l’acétylation ou la désacétylation des facteurs pré-ribosomiques par des complexes kinases/cyclines spécifiques de la mitose sont impliquées dans ce processus de répression. Le traitement à la roscovitine entraîne la reprise de la transcription des gènes ribosomes, mais le pré-ARNr 47S synthétisé n’est pas maturé (Sirri et al., 2000). L’inhibition de CDK1/cycline B n’est donc pas suffisante pour réactiver le processus de maturation des pré-ARNr. Ces résultats montrent que si la levée de l’inhibition transcriptionnelle de l’ARN pol I en fin de mitose et la reprise de la maturation des pré-ARNr sont des événements concomitants, ces 2 processus sont régulés de manière différente. Il a été montré que la localisation de certaines protéines nucléolaires dépendait de l’activité
INTRODUCTION
58 kinase du complexe CDK1/cycline B pendant la mitose. Toutefois, le comportement de ces protéines diffère selon le stade de la biogenèse des ribosomes auquel elles sont impliquées (Sirri et al., 2002). En effet, suite à un traitement de cellules mitotiques avec la roscovitine, la fibrillarine, qui se concentrait au niveau de la gaine des chromosomes, se relocalise au niveau des NORs. Nop53, protéine impliquée plus tardivement dans la maturation des pré- ribosomes, présente également un changement de localisation suite au traitement par la roscovitine, passant d’une localisation péri-chromosomique à une concentration en de nombreux petits foci en périphérie des chromosomes. La localisation des facteurs pré- ribosomiques au niveau de la gaine chromosomique dépend de l’activité CDK1/cycline B, mais leur retour au lieu de synthèse des pré-ARNr nécessite d’autres acteurs et donc des mécanismes différents selon leur stade d’implication dans la maturation, puisque la fibrillarine et Nop53 n’adopte pas le même comportement au traitement à la roscovitine. Cependant, la mise en silence du processus de maturation des particules pré-ribosomiques ne dépend pas uniquement du maintien de cette localisation péri-chromosomique par CDK1/cycline B. En effet, le traitement par la roscovitine permet la levée de l’inhibition de la transcription des gènes ribosomiques et une relocalisation de facteurs pré-ribosomiques, mais la maturation des pré-ARNr néo-synthétisés ne reprend pas dans ces conditions (Sirri et al., 2000; Sirri et al., 2002). Bien que ni les acteurs ni les processus régulant la maturation des particules pré-ribosomiques pendant la mitose n’aient été décrits pour le moment, il semble cependant évident que des mécanismes indépendants de CDK1/cycline B sont impliqués dans la mise en silence de la maturation des pré-ARNr pendant la mitose.