#trendsincellbiology #ADNmitochondrial #pluripotence Dynamique de l’ADN Mitochondrial et Reprogrammation vers la Pluripotence

 

Le Remodelage du Métabolisme Mitochondrial est requis pour la Reprogrammation Cellulaire vers la Pluripotence. La reprogrammation des cellules somatiques en iPSCs comprend la transition d’une morphologie mitochondriale à partir d’une structure allongée en réseau touffu de ramifications, filamenteuse, en un ensemble de petits organites bien distincts. D’un état de phosphorylation oxydative (OXFOS) dominante, le métabolisme dévie vers la glycolyse dans les cellules somatiques, en avec cette mutation morphologique ; comme cela est illustré ici dans l’exemple des iPSCs. Les modifications supplémentaires qui surviennent au cours de la reprogrammation incluent une réduction en copies d’ADNmt, une altération des niveaux de métabolites liés au cycle de l’acide tricarboxylique (TCA), des changements de niveaux régnant de Ca²⁺, et la production de groupements Fe-S, ainsi qu’une stimulation des mécanismes oxydatifs. Le dysfonctionnement mitochondrial peut perturber ces transitions métaboliques clé et peut résulter en une reprogrammation incomplète, une différenciation spontanée, ou une mort cellulaire. Abréviations : iPSC, cellule souche pluripotente induite ; mtDNA, ADN mitochondrial – ADNmt ; OXPHOS, phosphorylation oxydative ; TCA, acide tricarboxylique.

Les cellules de mammifères, erythrocytes mis à part, hébergent des mitochondries qui sont des organites fournissant de l’énergie, des métabolites intermédiaires ; ainsi que des activités complémentaires visant à soutenir la viabilité cellulaire, la réplication et d'autres fonctions cellulaires. Les mitochondries contiennent du génome circulaire en copies multiples appelé ADN mitochondrial (ADNmt) dont les séquences individuelles sont rarement identiques (homoplasmie) du fait de mutations héréditaires ou sporadiques, avec pour conséquence la coexistence de génotypes ADNmt multiples (hétéroplasmie). Ici, nous examinons des mécanismes potentiels pour le maintien ou la variation de l’hétéroplasmie survenant lors de l’induction de cellules souches pluripotentes (iPSCs) générées par une reprogrammation cellulaire ; puis, nous discutons plus avant des manipulations pouvant altérer l’hétéroplasmie et impacter ce faisant les performances en termes de différenciation cellulaire. Cet éclairage additionnel permettra le développement de modèles de pathologies basés sur des modèles cellulaires iPSCs et de thérapies cellulaires différenciées. Alexander J. Sercel, et al, dans Trends in Cell Biology, publication en ligne en avant-première, 7 janvier 2021

Source icongraphique, légendaire et rédactionnelle : Science Direct / Traduction et adaptation : NZ

#Cell #cellulessouchesembryonnaires #polyméraseII #nucléosomes #pluripotence Connaissances nouvelles dans l’organisation des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires par cartographie chimique

Une approche chimique, permettant une cartographie précise des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires chez la souris, fournit des éclairages nouveaux dans l’organisation des nucléosomes, au niveau des sites d’initiation et de terminaison de la transcription de même que les régions de liaison à l’ADN pour CTCF et les facteurs de pluripotence. 

L’organisation du nucléosome influence l’activité génique par le contrôle de l’accessibilité de l’ADN à la machinerie de transcription. Ici, nous développons une approche de chimie biologique afin de déterminer les positions relatives des nucléosomes au niveau du génome entier. Nous découvrons des aspects inattendus de l’organisation des nucléosomes dans les cellules souches embryonnaires chez la souris. Au contraire du modèle qui prévaut habituellement, nous observons que pour presque tous les gènes chez la souris, une classe de nucléosomes fragiles occupe des régions précédemment désignées comme régions pauvres en nucléosomes, autour des régions d’initiation et de terminaison de la transcription. 

Nous montrons que les nucléosomes occupent des zones cibles pour un échantillon de protéines de liaison à l’ADN, incluant le facteur de liaison CCCTC (CTCF) et des facteurs de pluripotence. De plus, nous fournissons des évidences selon lesquelles les nucléosomes positionnés au niveau des promoteurs proximaux, notamment le nucléosome +1, contribuent aux phases de pause de la polymérase II. 

Finalement, nous trouvons une préférence caractéristique d’emplacement des nucléosomes au niveau des jonctions exon-intron. Prises dans leur ensemble, ces données nous permettent d’établir une méthode appropriée pour la définition du paysage nucléosomique et fournissent une ressource valable pour l’étude de la régulation génique médiée par les nucléosomes dans les cellules de mammifères. Lilien N. Voong, et al, dans Cell, publication en ligne en avant-première, 23 novembre 2016

Source iconographique, légendaire et rédactionnelle: Science Direct / Traduction et adaptation : NZ