Thesis defense - Mathis Da Silva
Poleward Flux Mechanism During Asymmetric Cell Division of the Caenorhabditis elegans embryo
Friday 13 November, 14:30
Under the supervision of Jacques Pécréaux
The mitotic spindle is a dynamic structure whose microtubules form its framework; its mechanical properties are essential for faithful chromosome segregation. We investigated the mechanisms underlying poleward flux, the movement of microtubules toward spindle poles, and its regulation in the Caenorhabditis elegans zygote, a reference model for asymmetric cell division.
We confirmed that only kinetochore microtubules, attached to chromosomes, undergo poleward flux, and show that this movement results from their sliding along spindle microtubules. This process is mediated by the kinesin-12 KLP-18 and likely also by dynein, recruited to microtubule minus ends by LIN-5/NuMA.
During asymmetric division, pulling forces exerted from the cell periphery act on spindle poles and are approximately twice as strong on the posterior side. We show that flux asymmetry between the two spindle halves reflects these unequal forces. This phenomenon was reproduced using an agent-based simulation, providing a basis for elucidating its mechanism.
These findings challenge the view of the spindle as a crosslinked microtubule gel and reveal a structure whose mechanics depend on its environment, buffering cortical forces on kinetochores to ensure regulated tension and proper chromosome attachment. More broadly, this work provides new insights into the mechanisms ensuring the robustness and fidelity of cell division, whose disruption contributes to numerous pathologies, including cancer.
Composition of the jury
- Régis Giet, Senior researcher CNRS, Institut de Génétique et Développement de Rennes, Rennes
- Gilliane Matton, Senior lecturer, Université Paris Cité, Institut Jacques Monod, Paris
- Sylvie Tournier, Senior researcher CNRS, Centre de Biologie Intégrative, Toulouse
- François Robin, Researcher INSERM, Institut de Biologie Paris-Seine, Paris
- Dimitris Liakopoulos, Senior researcher CNRS, Centre de Recherche en Biologie Cellulaire de Montpellier, Montpellier
Biology, Health
Soutenance de thèse - Mathis Da Silva
Étude du mécanisme du flux polaire lors de la division asymétrique de l’embryon du nématode Caenorhabditis elegans
Friday 13 November, 14:30
Sous la direction de Jacques Pécréaux
Le fuseau mitotique est une structure dynamique dont les microtubules constituent l’ossature ; ses propriétés mécaniques sont essentielles pour une ségrégation fidèle des chromosomes. Nous avons étudié les mécanismes sous-jacents au flux polaire — le mouvement des microtubules vers les pôles du fuseau — ainsi que sa régulation dans le zygote de Caenorhabditis elegans, un modèle de référence pour la division cellulaire asymétrique.
Nous avons confirmé que seuls les microtubules kinétochoriens, attachés aux chromosomes, subissent ce flux polaire, et démontrons que ce mouvement résulte de leur glissement le long des microtubules du fuseau. Ce processus est médié par la kinésine-12 KLP-18 et probablement aussi par la dynéine, recrutée aux extrémités moins des microtubules par LIN-5/NuMA.
Lors de la division asymétrique, des forces de traction exercées depuis la périphérie cellulaire agissent sur les pôles du fuseau et sont environ deux fois plus intenses du côté postérieur. Nous montrons que l’asymétrie du flux entre les deux moitiés du fuseau reflète ces forces inégales. Ce phénomène a été reproduit à l’aide d’une simulation multi-agents, offrant une base pour élucider son mécanisme.
Ces résultats remettent en question la vision du fuseau comme un gel de microtubules réticulés et révèlent une structure dont la mécanique dépend de son environnement, amortissant les forces corticales sur les kinétochores pour garantir une tension régulée et une attache correcte des chromosomes. Plus largement, ce travail apporte de nouvelles perspectives sur les mécanismes assurant la robustesse et la fidélité de la division cellulaire, dont les perturbations contribuent à de nombreuses pathologies, y compris le cancer.
Composition du jury
- Régis Giet, Directeur de recherche CNRS, Institut de Génétique et Développement de Rennes, Rennes
- Gilliane Matton, Maître de conférences, Université Paris Cité, Institut Jacques Monod, Paris
- Sylvie Tournier, Directeur de recherche CNRS, Centre de Biologie Intégrative, Toulouse
- François Robin, Chargé de recherche INSERM, Institut de Biologie Paris-Seine, Paris
- Dimitris Liakopoulos, Directeur de recherche CNRS, Centre de Recherche en Biologie Cellulaire de Montpellier, Montpellier
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Biologie, Santé
