L’incroyable histoire du KI-67

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En 1983 des biologistes de l’Université de Kiel en Allemagne injectèrent à des souris des cellules humaines provenant de patients souffrant du lymphome d’Hogkin, une forme de leucémie, et aboutirent à la production d’un anticorps dit monoclonal dirigé contre un antigène dont ils ignoraient la nature. Il apparut par la suite que cet antigène appelé KI-67 du nom du 67e puits d’une plaque de culture en comportant 96 et KI pour Kiel, fut associé très rapidement à la prolifération cellulaire car on ne pouvait le retrouver qu’avec des cellules en cours de multiplication. Cet anticorps, tout naturellement fut utilisé par dépister la présence de cellules cancéreuses. Mais ce n’est que tout récemment que le rôle exact du KI-67 a été élucidé.

Revenons donc au noyau cellulaire des eucaryotes dont nous faisons partie : chacune de nos cellules possède un vrai noyau. Quand les cellules ne se divisent pas, malgré toutes les techniques d’observation mises en oeuvre, on ne sait pas trop comment les 46 chromosomes (2 fois 23) sont organisés et ce qui permet qu’ils puissent être accessibles à tout moment pour l’expression des gènes dont la cellule a besoin. C’est d’ailleurs ce dernier point qui a laissé penser que quand la cellule ne se divisait pas tout était apparemment désorganisé dans le noyau. Mais une telle interprétation n’expliquait pas comment une cellule de peau, plus précisément du derme, pouvait très rapidement réorganiser tous ses chromosomes pour entamer une division. La peau, où le KI-67 est parfaitement détectable puisqu’il s’agit d’un tissu en perpétuelle régénération, devait-elle être alors une exception ?

En utilisant plusieurs techniques de visualisation de manière séquentielle, plusieurs équipes de biologistes de par le monde, en Grande-Bretagne, au Japon et aux USA, ont en association avec les Laboratoires Wellcome élucidé le rôle du KI-67, une monstrueuse protéine de plus de 3000 résidus d’aminoacides qui entoure littéralement l’extérieur de chaque chromosome comme la peau d’un saucisson entoure la chair qui le constitue. En utilisant une modélisation moléculaire particulière et divers moyens de détection à l’aide d’anticorps couplés à des molécules fluorescentes il a pu être possible de montrer qu’en réalité, dans le noyau, tous les chromosomes étaient bien sagement rangés les uns à côté des autres. Outre les histones, intimement liées à l’ADN, et la chromatine, la protéine KI-67 représente plus du tiers de la masse totale protéique du noyau hormis le nucléole et si cette proportion (si on peut dire les choses ainsi) vient à diminuer la cellule devient alors incapable de se diviser.

Le résultat de ces travaux est tout à fait surprenant :

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La première image est une modélisation de l’arrangement des chromosomes dans le noyau avec une vue éclatée de cet arrangement. La barre horizontale représente 5 microns. Les flèches jaunes indiquent les trois chromosomes agrandis ci-dessous :

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Les 46 chromosomes occupent un volume de 176 micron-cube et au tout début de la division cellulaire cette protéine KI-67 sert en quelque sorte de lubrifiant pour que chaque chromosome se sépare des autres, une découverte inattendue qui constitue également une explication de l’accessibilité de la machinerie de l’ARN polymérase pour la synthèse des protéines dont la cellule a besoin. Ces travaux conduisent donc à revoir la perception que l’on avait jusqu’alors de l’organisation du noyau cellulaire, une perspective qui ouvre la voie à des investigations relatives à l’extrême complexité du vivant.

Source et illustrations : http://dx.doi.org/10.1016/j.molcel.2016.10.009

3 réflexions au sujet de « L’incroyable histoire du KI-67 »

  1. La KI 67 est donc une « tunique » qui enrobe chaque chromosome, leur permettant de ne pas se coller les uns aux autres. L’anomalie du chromosome de Philadelphie pourrait, en suivant cette étude, être une défaillance du recouvrement (de KI87) des chromosomes impliqués, qui alors pourraient interagir (et fusionner)??

    • l’article ne mentionne pas de voisinage entre les chromosomes 9 et 22 qui pourrait expliquer le crossing-over entre ces deux chromosomes donnant lieu au syndrome du chromosome de Philadelphie. Mais les auteurs précisent que ces travaux ouvrent la voie vers une toute nouvelle orientation de recherche sur les mécanismes extrêmement complexes mis en jeu lors de la multiplication cellulaire.

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