Il existe deux divisions cellulaires : la mitose et la méiose. Seules les cellules germinales, précurseurs des gamètes, sont capables de réaliser ces deux divisions. Les autres cellules de l'organismes ne peuvent en effet se diviser que par mitose. La spermatogenèse, qui conduit à la production des gamètes mâles, les spermatozoïdes, met ainsi en œuvre ces deux types de division. Pendant la première phase de ce processus très complexe, les spermatogonies, cellules souches germinales, se divisent par mitose et se différencient progressivement en spermatocytes. Dans la phase suivante, la méiose des spermatocytes conduit à la formation de spermatides haploïdes qui vont se transformer en spermatozoïdes matures.
Une transition clé : de la mitose à la méiose
Un moment critique de la spermatogenèse est le passage des spermatogonies en spermatocytes. Cette transition est orchestrée par le facteur STRA8, qui enclenche le processus. Au début de la méiose, l'ADN subit des cassures réparées par recombinaison homologues. Ces évènements clés de la méiose assurent le brassage génétique entre chromosomes paternels et maternels. A ce moment-là, les chromosomes sexuels (X et Y) ne peuvent pas s'apparier et se regroupent dans une structure où ils sont inactifs, un mécanisme appelé MSCI pour Meiotic Sex Chromosome Inactivation.
Une activité transcriptionnelle réduite
Les chercheurs ont observé une réduction généralisée de l'activité des gènes lorsque les cellules entrent en méiose, un phénomène appelé baisse précoce de la transcription méiotique, ou EMLT pour early meiotic low transcription, qui semble également régulé par Stra8. Contrairement à la MSCI, la EMLT affecte l'ensemble du génome. Fait étonnant, elle se produit avant la formation/réparation des cassures d'ADN en début de méiose, et n'est pas affectée par ces évènements. Ceci remet en question l'idée que ceux-ci gouvernent l'activité transcriptionnelle au début de la méiose.
Un contrôle strict de la méiose
Les chercheurs ont montré que parallèlement à la baisse de la transcription, les ARN messagers produits sont stabilisés pour être utilisés au bon moment. La réduction de l'activité transcriptionnelle, combinée à la stabilisation des ARN messagers, semble jouer un rôle clé dans la synchronisation de l'expression des gènes impliqués dans la première phase de la méiose, assurant ainsi le bon déroulement de la spermatogenèse.
Ainsi, la production de spermatozoïdes résulte d'un enchaînement d'étapes finement contrôlées. L'exploration de ces mécanismes, encore mal compris, permettrait de mieux appréhender certaines formes d'infertilité masculine et d'ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques.
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