Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Orientation du fuseau mitotique“

Les variants pathogènes du gène NDE1 sont responsables de microlissencéphalies chez l’homme et constituent le déficit de la neurogenèse le plus sévère décrit à ce jour. Le gène NDE1 code une phosphoprotéine essentielle à la neurogenèse, qui est exprimée dans différents compartiments cellulaires des neuroblastes. Le mécanisme physiopathologique précis de la microlissencéphalie n’est pas encore complètement élucidé. Plus de 60 partenaires d’interaction protéique avec NDE1 ont été rapportés, notamment des protéines impliquées dans la formation du fuseau mitotique, la ciliation, la protection du génome des neuroblastes en division ou encore l’apoptose (la LIS1, la dynéine, la cohésine) et constituent autant de pistes explorées dans cette revue.

Nos différentes découvertes sur les régulateurs du fuseau mitotique permettent d'élaborer un nouveau modèle de régulation de la division asymétrique de la cellule pI de drosophile. Deux activités seraient responsables du contrôle de l'orientation du fuseau mitotique. Au pôle postérieur, Fz et son effecteur Dsh contrôlent l'orientation antéro-postérieure du fuseau mitotique. Fz et Dsh sont localisés au cortex apical-postérieur et de ce fait, induisent une inclinaison du fuseau le long de l'axe apico-basal. A l'antérieur, la voie des protéines G hétérotrimériques, composée de Pins, Loco, Ric-8, Galphai, Ggamma1 contrebalance l'activité de Fz pour maintenir le fuseau dans le plan de l'épithélium. Ces deux activités agissent sur le fuseau via Mud. Pins le recrute à l'antérieur et Dsh le recrute au postérieur. La fonction de Mud en aval de Dsh est conservée chez le poisson-zèbre pour contrôler l'orientation des divisions symétriques au cours de la gastrulation.

Pour maintenir l'architecture du tissue, les cellules épithéliales se divisent de manière planaire, perpendiculaire à leur axe principal de polarité. Du fait que le centrosome retrouve sa localisation apicale à l'interphase l'orientation du fuseau mitotique est réinitialisée à chaque cycle cellulaire. Nous utilisons de l'imagerie live en trois dimensions de centrosome marqués en GFP pour investiguer la dynamique de l'orientation du fuseau mitotique des cellules neuroépithéliales de l'embryon de poulet. Le fuseau mitotique présente des mouvements stéréotypiques pendant la métaphase, avec dans un premier temps une phase active de d'orientation planaire suivie par une phase de maintenance planaire jusqu'à l'anaphase. Nous décrivons la localisation des protéines NuMA et LGN formant un anneau au niveau du cortex latéral cellulaire au moment de l'orientation du fuseau. Enfin, nous montrons que le complexe protéique formé par LGN, NuMA et par la sous unité Gai localisé au cortex est nécessaire pour les mouvements du fuseau et pour réguler la dynamique de l'orientation du fuseau. La localisation restreinte de LGN et NuMA en anneau cortical est instructive pour l'alignement planaire du fuseau mitotique et est également requise pour sa maintenance planaire
To maintain tissue architecture, epithelial cells divide in a planar fashion, perpendicular to their main polarity axis. As the centrosome resumes an apical localization in interphase, planar spindle orientation is reset at each cell cycle. We used three-dimensional live imaging of GFP-labeled centrosomes to investigate the dynamics of spindle orientation in chick neuroepithelial cells. The mitotic spindle displays stereotypic movements during metaphase, with an active phase of planar orientation and a subsequent phase of planar maintenance before anaphase. We describe the localization of the NuMA and LGN proteins in a belt at the lateral cell cortex during spindle orientation. Finally, we show that the complex formed of LGN, NuMA, and of cortically located Gái subunits is necessary for spindle movements and regulates the dynamics of spindle orientation. The restricted localization of LGN and NuMA in the lateral belt is instructive for the planar alignment of the mitotic spindle, and required for its planar maintenance

L'orientation du fuseau mitotique joue un rôle essentiel dans le choix du destin cellulaire et dans l'homéostasie des tissus. Dans certains contextes, l'orientation du fuseau est contrôlée par le complexe moléculaire LGN, dont la localisation sous-corticale détermine le site de recrutement du moteur dyneine, lequel exerce des forces sur les microtubules astraux pour orienter le fuseau. Chez les vertébrés la régulation moléculaire de ce processus est cependant peu caractérisée. Nous avons décidé de chercher de nouveaux régulateurs de l'orientation du fuseau chez les vertébrés. Avec cet objectif, j'ai développé un modèle d'orientation du fuseau spécifiquement contrôlé par le complexe LGN. Avec ce modèle, j'ai réalisé un crible RNAi en évaluant 110 candidats incluant des moteurs moléculaires pour leur fonction dans l'orientation du fuseau. Notamment, ce crible a révélé que les régulateurs de la dyneine sont inégalement requis pour orienter le fuseau. De plus, entre les sous-unités de la dynactine, j'ai trouvé que la protéine du capping de l'actine, CAPZ-B, est un régulateur majeur de l'orientation du fuseau. La caractérisation de la fonction de CAPZ-B in vitro a révélé que CAPZ-B contrôle l'orientation du fuseau en régulant les complexes dyneine et dynactine ainsi que la dynamique des microtubules du fuseau, indépendamment de son rôle comme modulateur de l'actine. Finalement, nous avons démontré que CAPZ-B régule l'orientation planaire du fuseau in vivo dans le neuroépithelium. Je pense que mes travaux vont contribuer à la compréhension de la fonction de la dyneine dans l'orientation du fuseau chez les vertébrés, ouvrant la voie pour de nouvelles recherches dans le domaine
Mitotic spindle orientation is involved in cell fate decisions, tissue homeostasis and morphogenesis. In many contexts, spindle orientation is controlled by the LGN molecular complex, whose subcortical localization determines the site of recruitment of the dynein motor which exerts forces on astral microtubules orienting the spindle. In vertebrates, there is missing information about the molecules regulating the formation of the complex and those working downstream of it. This prompted us to screen for new regulators of vertebrate spindle orientation. For this, I developed a novel model of spindle orientation specifically controlled by the LGN complex. Using this model, I performed a live siRNA screen testing 110 candidates including molecular motors for their function in spindle orientation. Remarkably, this screen revealed that specific dynein regulators contribute differentially to spindle orientation. Moreover, I found that an uncharacterized member of the dynactin complex, the actin capping protein CAPZ-B, is a strong regulator of spindle orientation. Analyses of CAPZ-B function in cultured cells showed that CAPZ-B regulates spindle orientation independently of its classical role in modulating actin dynamics. Instead, CAPZ-B controls spindle orientation by modulating the localization/activity of the dynein/dynactin complexes and the dynamics of spindle microtubules. Finally, we demonstrated that CAPZ-B regulates planar spindle orientation in vivo in the chick embryonic neuroepithelium. I expect that my work will contribute to the understanding of dynein function during vertebrate spindle orientation and will open the path for new investigations in the field

L'orientation du fuseau mitotique joue un rôle essentiel dans le choix du destin cellulaire et dans l'homéostasie des tissus. Dans certains contextes, l'orientation du fuseau est contrôlée par le complexe moléculaire LGN, dont la localisation sous-corticale détermine le site de recrutement du moteur dyneine, lequel exerce des forces sur les microtubules astraux pour orienter le fuseau. Chez les vertébrés la régulation moléculaire de ce processus est cependant peu caractérisée. Nous avons décidé de chercher de nouveaux régulateurs de l'orientation du fuseau chez les vertébrés. Avec cet objectif, j'ai développé un modèle d'orientation du fuseau spécifiquement contrôlé par le complexe LGN. Avec ce modèle, j'ai réalisé un crible RNAi en évaluant 110 candidats incluant des moteurs moléculaires pour leur fonction dans l'orientation du fuseau. Notamment, ce crible a révélé que les régulateurs de la dyneine sont inégalement requis pour orienter le fuseau. De plus, entre les sous-unités de la dynactine, j'ai trouvé que la protéine du capping de l'actine, CAPZ-B, est un régulateur majeur de l'orientation du fuseau. La caractérisation de la fonction de CAPZ-B in vitro a révélé que CAPZ-B contrôle l'orientation du fuseau en régulant les complexes dyneine et dynactine ainsi que la dynamique des microtubules du fuseau, indépendamment de son rôle comme modulateur de l'actine. Finalement, nous avons démontré que CAPZ-B régule l'orientation planaire du fuseau in vivo dans le neuroépithelium. Je pense que mes travaux vont contribuer à la compréhension de la fonction de la dyneine dans l'orientation du fuseau chez les vertébrés, ouvrant la voie pour de nouvelles recherches dans le domaine
Mitotic spindle orientation is involved in cell fate decisions, tissue homeostasis and morphogenesis. In many contexts, spindle orientation is controlled by the LGN molecular complex, whose subcortical localization determines the site of recruitment of the dynein motor which exerts forces on astral microtubules orienting the spindle. In vertebrates, there is missing information about the molecules regulating the formation of the complex and those working downstream of it. This prompted us to screen for new regulators of vertebrate spindle orientation. For this, I developed a novel model of spindle orientation specifically controlled by the LGN complex. Using this model, I performed a live siRNA screen testing 110 candidates including molecular motors for their function in spindle orientation. Remarkably, this screen revealed that specific dynein regulators contribute differentially to spindle orientation. Moreover, I found that an uncharacterized member of the dynactin complex, the actin capping protein CAPZ-B, is a strong regulator of spindle orientation. Analyses of CAPZ-B function in cultured cells showed that CAPZ-B regulates spindle orientation independently of its classical role in modulating actin dynamics. Instead, CAPZ-B controls spindle orientation by modulating the localization/activity of the dynein/dynactin complexes and the dynamics of spindle microtubules. Finally, we demonstrated that CAPZ-B regulates planar spindle orientation in vivo in the chick embryonic neuroepithelium. I expect that my work will contribute to the understanding of dynein function during vertebrate spindle orientation and will open the path for new investigations in the field

Les malformations du développement du cortex sont associées à des troubles de la prolifération des progéniteurs et de la migration neuronale. Les glies radiaires basales (bRGs), un type de progéniteur, sont limités dans les espèces lissencéphaliques mais abondants dans les cerveaux gyrencéphaliques. Le gène LIS1, codant pour un régulateur de la dynéine, est muté dans la lissencéphalie humaine. LIS1 a un rôle dans la division cellulaire et la migration neuronale. Dans cette étude, nous avons généré des cellules bRG-like dans le cerveau embryonnaire murin, pour étudier le rôle de Lis1 dans leur production. Ceci fut réalisé par électroporation in utero du gène hominoïde-spécifique TBC1D3 au jour embryonnaire (E) 14.5. Nous avons confirmé que l’expression de TBC1D3 dans des cerveaux WT induit un grand nombre de cellules bRG-like basales. Puis, nous avons étudié la production des bRGs-like dans des cerveaux murins hétérozygotes pour Lis1. Nos résultats novateurs montrent que la déplétion de Lis1 à partir de E9.5 empêche la production de cellules bRG-like induites par TBC1D3. La déplétion de Lis1 change l’orientation du fuseau mitotique, accroit le nombre de mitoses abventriculaires et altère l’expression de N-Cadhérine. Nous concluons que la perturbation du dosage de Lis1 pourrait perturber le nombre et la position corrects des progéniteurs, contribuant à la pathogenèse de Lis1
Human cortical malformations are associated with progenitor proliferation and neuronal migration abnormalities. Basal radial glia (bRGs), a type of progenitor cells, are limited in lissencephalic species (e.g. the mouse) but abundant in gyrencephalic brains. The LIS1 gene coding for a dynein regulator, is mutated in human lissencephaly, associated also in some cases with microcephaly. LIS1 was shown to be important during cell division and neuronal migration. Here, we generated bRG-like cells in the mouse embryonic brain, investigating the role of Lis1 in their formation. This was achieved by in utero electroporation of a hominoid-specific gene TBC1D3 at mouse embryonic day (E) 14.5. We first confirmed that TBC1D3 overexpression in WT brain generates numerous Pax6+ bRG-like cells that are basally localized. Second, we assessed the formation of these cells in heterozygote Lis1 mutant brains. Our novel results show that Lis1 depletion in the forebrain from E9.5 prevented subsequent TBC1D3-induced bRG-like cell amplification. Lis1 depletion changed mitotic spindle orientations at the ventricular surface, increased the proportion of abventricular mitoses, and altered N-Cadherin expression, altering TBC1D3 function. We conclude that perturbation of Lis1/LIS1 dosage is likely to be detrimental for appropriate progenitor number and position, contributing to lissencephaly pathogenesis

L'orientation des divisions cellulaires est un processus majeur impliqué dans la morphogenèse des tissus, le renouvellement et le contrôle du destin cellulaire. Au cours du développement du système nerveux chez les vertébrés, la croissance du tube neural et la génération des cellules neuronales et gliales résultent de la prolifération de progéniteurs neuraux organisés le long d'un neuroépithelium fermé autour d'un canal central. L'orientation du fuseau des progéniteurs en mitose par rapport au plan apical est cruciale pour la conservation de l'intégrité du neuroepithelium. Elle peut aussi influencer le destin des cellules filles. Jusqu’à présent, les études se sont principalement concentrées sur les mécanismes intracellulaires contrôlant l'orientation du fuseau mitotique, en revanche, l'existence de signaux extracellulaires y contribuant est mal définie à l’heure actuelle. Durant le développement de la moelle épinière, le canal du tube neural est une source de signaux extracellulaires majeurs comme les morphogènes. Pour la plupart des progéniteurs neuraux, la mitose a lieu au niveau apical à proximité du canal central. Nous avons donc émis l’hypothèse que le canal pourrait aussi délivrer des signaux extracellulaires régulant l'orientation des divisions des progéniteurs neuraux. Mes travaux de thèse révèlent que de tels signaux existent. Plus particulièrement je montre que la Sémaphorine 3B, un facteur initialement connu pour son rôle chimiotropique, joue un rôle majeur dans l'orientation des divisions des progéniteurs spinaux. Chez des embryons de souris E10.5 maintenus en incubation à court terme après ouverture de leur tube neural et dilution du liquide céphalorachidien, nous observons une forte augmentation du pourcentage de divisions obliques comparées aux embryons non ouverts. L’analyse d’une lignée de souris dans laquelle le canal central est scindé en deux sous-canaux indépendants, créant ainsi une obstruction du flux entre les parties dorsales et ventrales du canal révèle aussi une altération de l'orientation des divisions des progéniteurs neuraux. Des signaux provenant du canal sont donc nécessaires à l'orientation planaire de la division d'une population de progéniteurs spinaux. Par hybridation in situ et immuno-marquage, nous avons mis en évidence l'expression d'ARN et de protéines Sema3B dans des cellules de la plaque du plancher aux stades E10.5 et E11.5. Ce résultat suggèrait que cette Sema3 pouvait être sécrétée dans le canal de l’épendyme. L'invalidation du gène Sema3B a conduit à une diminution du pourcentage des divisions planaires à E10.5 sans changement de leur nombre ou de leur polarité. De plus, une exposition à court terme des tubes neuraux ouverts à de la Sema3B exogène, a rétabli des divisions planaires dans une large proportion de progéniteurs neuraux. Les défauts d’orientation des mutants Sema3B sont corrélés à une altération secondaire de la prolifération, de la croissance de la moelle et de la neurogenèse. Ces résultats révèlent ainsi qu'au-delà de son rôle de sécréteur de morphogène, la plaque du plancher fournit aussi un signal extracellulaire qui contrôle l'orientation de division de progéniteurs neuraux. Ce travail suggère aussi que la signalisation Sémaphorine, connue comme instructive dans le guidage des cellules et axones migrants, puisse être interprétée par des cellules neuroépitheliales comme des repères spatiaux extrinsèques permettant l'orientation de leur fuseau mitotique
In pluricellular organisms, the orientation of cell division has a major impact on tissue morphogenesis architecture and renewal, as well as on cell fate choices. During the development of the central nervous system in vertebrates, the growth of the neural tube and the generation of neuronal cells and glial cells result from the proliferation of neural progenitors organized in a neuroepithelium closed around a central canal. The orientation of progenitor mitotic spindle with respect to the apical plan is important for the conservation of the integrity of the neuroepithelium and influences the fate of daughter cells. Previous studies mainly focused on intracellular mechanisms controlling the mitotic spindle orientation, but whether extracellular signaling contributes to this process remains unknown. In the developing spinal cord, the lumen is a source of major extracellular signals like morphogens. For most neural progenitors, the mitosis takes place at the apical pole in tight vicinity of the central lumen. We hypothesized that canal-derived extracellular signals could regulate the orientation of neural progenitor divisions. My PhD work aimed at testing this hypothesis and identifying such factors. We show that dorsally open neural tubes from E10.5 mice, maintained in short term culture display a strong increase in the percentage of oblique divisions compared to un-open ones. The genetic disruption of the lumen fluid diffusion between the ventral and dorsal parts of the lumen leads to similar defects. Lumen-derived signals are thus required for neural progenitors to achieve planar divisions in the mouse spinal neuroepithelium at the onset of neurogenesis. By in situ hybridization, immunostaining and a knock-in mouse line, we detected Sema3B mRNA and proteins in floor plate cells at E10.5 and E11.5, which suggests that it could be secreted in the lumen of the spinal cord. The invalidation of Sema3B results in a decrease in the percentage of planar divisions in E10.5 spinal progenitors without alteration of progenitor number or polarity. Furthermore, a short term exposure of open neural tubes to exogenous Sema3B restores planar divisions in a large population of spinal progenitors. We observed that Sema3B knock out subsequently altered proliferation and neurogenesis steps. These results thus reveal that beyond its role as morphogen-releasing organizer, the floor plate also provides an extracellular signal which controls the orientation of neural progenitor division. This work also suggests that Sema signaling known as an instructive chemotropic cue in the guidance of migrating cells and axons also serves for neuroepithelial cells as an extrinsic cue to control the orientation of their division

Cette these traite de quelques aspects physiques, theoriques et experimentales, de la croissance d'un polymere biologique: le microtubule, et de l'assemblage du fuseau mitotique: la structure complexe, construite principalement a partir de microtubules et de chromosomes, qui permet a ces derniers de se repartir correctement pendant la mitose. La premiere partie traite des microtubules individuels et de leur croissance. Nous montrons par un calcul analytique qu'il existe deux regimes de croissance: un regime confine et un regime non-confine. Nous presentons des experiences, qui montrent que, au debut de la mitose, la croissance des microtubules passe d'un regime non-confine a un regime confine sous l'influence de la regulation biochimique du cycle cellulaire. La deuxieme partie presente des predictions theoriques sur les effets de la diffusion des monomeres sur l'agregation collective des microtubules. Nous montrons par des simulations numeriques et des analyses des equations du champ moyen, que la densite de polymeres, qui survit dans le regime non-cofine, est limitee par des effets de diffusion, dans le cas d'une surface de nucleation plane. Dans une geometrie spherique, le taux de nucleation peut aussi etre limite par des effets de diffusion. La derniere partie porte sur les interactions a longue distance entre les chromosomes et les microtubules pendant la formation du fuseau mitotique. Nous decrivons les experiences que nous avons realisees pour tester l'existence de telles interactions. Les resultats preliminaires de ces experiences suggerent que la croissance des microtubules pourrait etre dirigee vers les chromosomes en l'absence de contact physique entre la chromatine et les microtubules

La dynamique d'assemblage du fuseau mitotique est un processus delicat qui est essentiel a la duplication correcte du materiel genetique des cellules. Le role de la chromatine dans ce processus a ete identifie pendant longtemps a celui des kinetochores. Neanmoins, des billes en latex recouvertes avec de la chromatine induisent l'assemblage d'un fuseau bipolaire en absence de centrosomes et de kinetochores. Nous montrons dans un systeme ex vivo compose d'extrait d'ufs de xenopus lvis arrete en phase m, de chromatine artificielle et de centrosomes purifies, que la chromatine biaise la croissance dynamique des microtubules de centrosome dans sa direction sans contacter les microtubules directement. Nous montrons aussi que la gtpase ran, impliquee dans le transport nucleocytoplasmique, declenche sous sa forme liee au gtp l'assemblage de microtubules et leur organisation en des fuseaux dans des extraits d'ufs de xenope, en absence de centrosomes, kinetochores et chromosomes, et que la generation de ran-gtp par la proteine associee a la chromatine rcc1, est essentielle pour l'assemblage d'un fuseau meiotique induit par la chromatine. Le role de ran dans l'assemblage des microtubules et du fuseau est, en partie, semblable a son role dans le transport nucleocytoplasmique. La proteine tpx2 est un effecteur en aval de ran qui induit l'assemblage de microtubules dans des extraits d'ufs. Dans ces extraits, ran-gtp declenche l'assemblage de microtubules en dissociant un complexe importine /importine /tpx2 et rend tpx2 libre d'exercer son activite. Enfin, l'inhibition de la generation de ran-gtp empeche l'assemblage de fuseaux mitotiques dans des extraits d'ufs de xenope : ran joue donc un role essentiel aussi dans l'assemblage du fuseau mitotique dans ce systeme. Ainsi, la chromatine interagit avec le cytoplasme qui l'entoure pour permettre l'assemblage des microtubules et des fuseaux : un effet chromatine mitotique est donc essentiel pour l'assemblage du fuseau.

Le cancer est l'une des principales causes de mortalité en France, après les maladies cardiovasculaires. Il est responsable de plus de 11 millions de décès dans le monde chaque année. Le cancer résulte d'une prolifération anarchique de cellules qui mène à la formation d'une tumeur. Les cellules tumorales peuvent ensuite migrer vers d'autres tissus pour former des métastases. La chimiothérapie est l'un des traitements les plus utilisés pour traiter le cancer. Elle consiste en l'utilisation d'agents antitumoraux qui provoquent la mort cellulaire en bloquant la mitose. Dans le but d'induire cette apoptose, nous nous sommes intéressés aux poisons du fuseau mitotique, agents cytotoxiques qui ont pour cible les microtubules et qui ont la particularité de se fixer sur leur constituant majeur, la tubuline. La dynamique des microtubules joue un rôle crucial dans la multiplication cellulaire. Bloquer cette dynamique est suffisant pour bloquer la mitose. Par ailleurs, suite à cet arrêt de la polymérisation, un second mécanisme se mettrait en place, notamment au niveau des cellules endothéliales, pour empêcher la néovascularisation, ce qui inhiberait ainsi l'angiogénèse. Notre travail consiste en la conception et la synthèse de nouveaux inhibiteurs de la polymérisation de la tubuline, potentiellement anti-angiogéniques et anti-vasculaires. Il s'agit de tricycles, qui ont la particularité d'interagir spécifiquement avec le site de fixation de la colchicine, au niveau de la tubuline, ce qui inhibe la polymérisation des microtubules et par conséquent la division cellulaire. Des tests d'inhibition enzymatique et de cytotoxicité sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses ont été réalisés et les résultats sont présentés dans ce rapport.

Le fuseau mitotique assure la ségrégation des chromatides sœurs et le maintien de la poïdie des cellules filles. Le fuseau est composé de microtubules dynamiques (qui polymérisent et dépolymérisent continuellement), de nombreux moteurs moléculaires, d'agents de réticulations et de régulateurs. Bien que la structure du fuseau au niveau moléculaire soit connue, son fonctionnement reste délicat à comprendre, et nécessite la prise en compte de la dynamique de ses composants et leurs interactions. Les approches utilisées pour répondre à ces problématiques sont jusqu'à maintenant plutôt des approches in silico et in vitro. Il manque aujourd'hui une caractérisation de la mécanique du fuseau dans son contexte physiologique. Nous proposons une méthode non invasive basée sur de l'analyse d'image, combiné à une modélisation heuristique pour mesurer les paramètres mécaniques durant toute la division. Nous suivons les pôles du fuseau marqués par protéine fluorescente avec un taux acquisition rapide et une bonne résolution spatiale ce qui nous permet d'accéder aux fluctuations de longueur du fuseau in vivo. Avec la transformée de Fourier aux temps courts, nous calculons leurs densités spectrales de puissances — leurs signatures mécaniques. Ces spectres sont alors ajustés avec un modèle Kelvin — Voigt avec inertie (un ressort, un amortisseur et un terme inertiel en parallèle). Nous avons validé la méthode par des expériences numériques où nous retrouvons les évolutions des paramètres sur des données simulées et la calibration a été réalisée par l'utilisation de la rupture du fuseau induite par micro chirurgie laser ou par la génétique. Nous avons caractérisé le fuseau de l'embryon unicellulaire du nématode C. elegans. La méthaphase apparaît dominée par l'amortisseur, ce qui est cohérent avec la lente élongation du fuseau que nous observons. Mais contraste l'idée répandue de l'existence d'un mécanisme de maintien de la longueur du fuseau durant la métaphase. Au passage en anaphase, les trois paramètres mécaniques chutent, avant de réaugmenter environ 50 secondes après la transition pour réatindre un régime dominé de nouveau par l'amortisseur, ce qui suggère que les microtubules interpolaires jouent un rôle mineur durant l'élongation du fuseau en début d'anaphase. Dans la perspective de comprendre le lien entre la mécanique du fuseau et les interactions des acteurs moléculaires, nous avons partiellement supprimé un gène par sous-structure du fuseau. Nous avons alors retrouvé des comportements connus avec une perspective augmentée offerte par notre méthode. Cette méthode, ne va pas seulement permettre la compréhension fondamentale de la mécanique du fuseau, en remplaçant la modélisation du fuseau basé uniquement sur la longueur, mais aussi d'aller vers la prise en compte de la robustesse de fonctionnement du fuseau mitotique face aux défauts tel que la polyou l'aneuploïdie
The mitotic spindle ensures the correct segregation of the sister chromatids to maintain ploidy in daughter cells. The spindle comprises dynamical microtubules (alternating polymerizing and depolymerizing), a variety of molecular motors, crosslinker and the regulators. Although the molecular grounds of spindle structure is well known, the link to its functions remain elusive, calling for including the dynamics of its components and their interactions. These questions were mostly investigated by in silico or in vitro approaches. But a detailed characterizing of spindle mechanics, in physiological conditions, is missing. We propose an image processing based, non invasive, method combined to an heuristic model to measure mechanical parameters of the mitotic spindle along time. We tracked fluorescently labeled spindle pole at high temporal and spatial resolution and measured the variations of spindle length, in vivo. We computed their power density spectrum using short time Fourier transform (sliding window) — a blueprint of spindle mechanics. Such a spectrum is then fitted with a Kelvin —Voigt model with inertia (a spring, a damper, an inertial element in parallel). We validated this method by recovering the mechanical parameters over time from simulated data and calibrated it uses laser and genetically induced spinlde cut. We characterized the mitotic spindle of the one-cell embryo of nematode C. elegans. Metaphase appeared dominated by damping element, consistent with the slow spindle elongation observed. But in contrast with the common thought that a mechanism maintains the spindle length during metaphase. At anaphase onset, all three parameters collapsed, before increasing about 50s later to reach a regime where damping dominated again, suggesting the overlapping spinlde microtubules may play a minor role in early anaphase spinlde elongation. In perspective of understanding how spindle mechanics emerge of molecular players interactions, we depleted one gene per splindle sub-structure — overlapped microtubules, kinetochore microtubules, central spindle and astral microtubules. We succefully recovered some known behavior but with the augmented insight offered by our method. This method paves the way not only towards understanding the fundamentals of spindle mechanics, superseding the degenerated modeling based on the sole spindle length but also towards acounting for spindle functional robustness towards defect as polyor aneuploidy