Dans une étude récente, une équipe de recherche dirigée par l’Université de Chiba au Japon décrit la découverte d’une protéine jusqu’alors inconnue qui aide à préserver la cohésion des chromosomes dans les ovocytes depuis le stade fœtal jusqu’à l’âge adulte, selon Nature Aging.
Les ovocytes, en revanche, suivent un processus de développement très différent de celui des spermatozoïdes. Une fois que l’être humain atteint la puberté, les spermatozoïdes se produisent de façon continue tout au long de la vie. Les ovocytes, en revanche, se forment pendant la phase fœtale. Une fois formés, les ovocytes entrent dans un long état de latence appelé stade dictyotène, durant lequel le processus de division cellulaire (la méiose) est partiellement interrompu.
Cette période de latence ne se termine que lorsque l’ovocyte est ovulé. Pendant cette période, l’ovocyte garde l’organisation correcte de ses chromosomes grâce à la présence d’un complexe protéique appelé cohésine REC8. Agissant comme une colle moléculaire, REC8 maintient les copies des chromosomes formées avant l’arrêt de la division cellulaire.
Fait surprenant, REC8 n’est jamais renouvelée pendant la période de latence. Étant donné que la cohésine REC8 se fragilise progressivement avec l’âge, on pense que son déclin est l’une des raisons principales pour lesquelles les ovocytes des femmes plus âgées présentent un nombre plus élevé de chromosomes mal appariés. Cette condition, appelée aneuploïdie, est l’une des principales causes de fausse couche, d’infertilité et de troubles chromosomiques tels que le syndrome de Down. Il n’est pas encore clair si les ovocytes possèdent un mécanisme actif pour protéger cette cohésine irremplaçable de la dégradation, ou si la protéine se dégrade simplement passivement au fil du temps à mesure que l’ovocyte vieillit.
Le professeur Kei-ichiro Ishiguro, de la Faculté de médecine de l’Université de Chiba, Japon, s’est donné pour mission d’aborder cette question. Pour ce faire, les chercheurs ont d’abord comparé l’activité génétique des ovocytes fœtaux immatures (ovocytes) et des cellules germinales masculines, qui n’expérimentent pas le même arrêt prolongé, en utilisant le séquençage d’ARN cellule par cellule. Cette comparaison, associée à des données issues de souris présentant une méiose retardée, leur a permis d’identifier un gène encore inconnu qui s’active spécifiquement dans les ovocytes peu avant l’entrée dans la phase de latence.
L’équipe a nommé ce gène Omc1 et sa protéine OMC1 (Protéine 1 du chromosome méiotique spécifique des ovocytes). Des expériences ultérieures ont démontré que OMC1 est présente sur les chromosomes de l’ovule aux mêmes emplacements que la cohésine REC8 et y demeure depuis le stade fœtal jusqu’à l’âge adulte.
Pour étudier la fonction d’OMC1, l’équipe a modifié génétiquement des souris pour qu’elles soient dépourvues d’Omc1. Une fois que les ovocytes produits par ces souris entrèrent dans leur long stade de latence, la cohésine REC8 commença à disparaître des chromosomes plus tôt que prévu. En conséquence, même les ovocytes jeunes de ces souris montrèrent une cohésion chromosomique affaiblie et des erreurs de séparation chromosomique similaires à celles fréquemment observées chez les ovocytes âgés.
Il convient de noter que lorsque les chercheurs ont restauré OMC1 dans les ovocytes adultes, les niveaux de REC8 sur les chromosomes se sont partiellement rétablis et les erreurs chromosomiques ont diminué, ce qui suggère qu’OMC1 agit activement pour maintenir REC8 en place. « Selon ces résultats, OMC1 ne devrait pas être considéré comme un facteur qui empêche le vieillissement en soi, mais comme un facteur d’entretien prolongeant la longévité chromosomique des ovocytes », déclare le professeur Ishiguro.
Des études génétiques antérieures ont identifié des variantes dans l’homologue humain d’OMC1, CCDC201, associées à une ménopause précoce et à la perte de fonction ovarienne. Pour explorer l’impact fonctionnel possible de telles variantes, l’équipe a analysé une protéine OMC1 de souris tronquée, correspondant à une des variantes humaines de CCDC201. La protéine tronquée ne s’est pas localisée sur les chromosomes des ovocytes et n’a pas pu restaurer la cohésion chromosomique. Ces résultats suggèrent que la dysfonction d’OMC1/CCDC201 pourrait contribuer à la variabilité du vieillissement reproductif.
En résumé, cette étude apporte des informations précieuses sur la manière dont les ovocytes maintiennent leurs chromosomes, avec d’importantes implications pour la santé reproductive dans des sociétés où l’âge moyen à la procréation est en hausse. « Nous pensons que révéler une partie du mécanisme qui protège la cohésion chromosomique du déclin lié à l’âge revêt une importance capitale dans notre société actuelle, où de plus en plus de personnes ont des enfants à des âges avancés », conclut le professeur Ishiguro.
Dans la prochaine décennie, les scientifiques pourraient trouver des moyens sûrs de préserver ou de compléter la fonction d’OMC1 avant que la cohésine ne soit irrémédiablement perdue.
