Les cellules germinales primordiales (PGC) sont la première population de cellules germinales établie au cours du développement. La survie des espèces dépend des PGC dans les organismes à reproduction sexuée, car ce sont les cellules fondatrices de la lignée germinale.
Chez Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Xenopus laevis et le poisson zèbre Danio rerio, les PGC sont spécifiés par héritage du plasma germinatif maternel au début de l’embryogenèse. Le plasma germinatif est à la fois suffisant et nécessaire pour la spécification PGC du poisson zèbre, et l’accumulation de plasma germinatif dans les sillons de clivage nécessite la coordination des microtubules, des cytosquelettes d’actine et des moteurs moléculaires. Cependant, la manière dont ce processus est régulé reste mal comprise.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Hu Wei de l’Institut d’hydrobiologie (IHB) de l’Académie chinoise des sciences a fourni la première preuve que la désacétylation des histones dépendante de Sinhcaf est essentielle pour l’agrégation du plasma germinatif et la spécification des cellules germinales primordiales. L’étude a été publiée dans Rapports EMBO.
Les chercheurs ont d’abord généré des lignées de poisson zèbre knock-out et surexpression de sinhcaf. Ils ont découvert que les mutants zygotiques maternels du sinhcaf (MZsinhcaf -/-) présentaient des défauts d’agrégation du plasma germinatif, une diminution de l’abondance des PGC et un sex-ratio biaisé en faveur des mâles. Tous ces effets ont été sauvés par la surexpression de sinhcaf qui a conduit à un excès de PGC et à un sex-ratio en faveur des femmes.
À l’aide d’une analyse de co-immunoprécipitation, les chercheurs ont découvert que le poisson zèbre Sinhcaf interagissait avec les composants centraux du complexe SIN3-HDAC. Les résultats du Western blot ont indiqué que la perte de Sinhcaf entraînait une augmentation du niveau d’acétylation de l’histone 3 dans les follicules de stade adulte (FG) du poisson zèbre.
Les chercheurs ont ensuite effectué une analyse transcriptomique et PCR quantitative en temps réel, et ont révélé que le niveau de transcrits de kif26ab était significativement diminué dans les follicules FG mutants sinhcaf et les œufs matures. Les résultats de l’immunoprécipitation de la chromatine ont en outre démontré que Sinhcaf peut se lier directement à la région régulatrice de la transcription de kif26ab.
La perte de sinhcaf a augmenté à la fois les niveaux d’acétyl-histone H3 (K9) et d’acétyl-histone H3 (K18) dans la région promotrice de kif26ab, a déclaré le professeur Hu, ajoutant que kif26ab est activé par la transcription par Sinhcaf, selon le dosage du promoteur de la luciférase.
Les chercheurs ont démontré que la suppression de l’expression de kif26ab provoquait une agrégation défectueuse du plasma germinatif dans les sillons de clivage et une diminution du nombre de PGC dans la crête génitale. L’injection d’ARNm de kif26ab pourrait en partie sauver la diminution des composants du plasma germinatif dans les sillons de clivage des embryons MZsinhcaf -/-.
Cette étude révèle un rôle critique de Sinhcaf dans l’agrégation du plasma germinatif et la spécification ultérieure de la PGC, qui est médiée par la régulation de l’état d’acétylation des histones du promoteur kif26ab pour activer sa transcription. Les mutants sinhcaf -/- offrent un système de modèle in vivo modifiable pour déterminer ce qui contrôle la spécification PGC.
Binbin Tao et al, la désacétylation des histones dépendantes de Sinhcaf est essentielle pour la spécification primordiale des cellules germinales, Rapports EMBO (2022). DOI : 10.15252/embr.202154387