Les cellules souches et progénitrices germinales (GSPC), y compris les cellules germinales primordiales (PGC) et les cellules souches germinales (GSC), génèrent divers états de cellules souches germinales, puis se différencient en spermatozoïdes et en ovules pour produire une progéniture. Les GSPC s’auto-renouvellent également pour générer plus de cellules souches. La détermination du destin cellulaire des GSPC est régulée par une multitude de mécanismes tels que les changements au niveau de la traduction, de la transcription et des modifications épigénétiques. Un modèle d’expression spécifique à la lignée germinale est susceptible d’être observé dans ces facteurs qui sont essentiels à l’auto-renouvellement et à la différenciation des GSPC.
En plus de leur rôle reconnu depuis longtemps dans la production d’énergie, les mitochondries peuvent également réguler la détermination du destin cellulaire. L’équilibre de la fusion et de la fission mitochondriales, à savoir la dynamique mitochondriale, est étroitement lié à la physiologie cellulaire et même au destin cellulaire. Cependant, on ignore s’il existe un régulateur spécifique à la lignée germinale de la dynamique mitochondriale et comment il fonctionne dans le développement des cellules germinales et la différenciation gonadique.
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Sun Yonghua de l’Institut d’hydrobiologie (IHB) de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Chen Zhenxia de l’Université agricole de Huazhong, a démontré les nouveaux mécanismes nécessaires à l’organisation mitochondriale spécifique à la lignée germinale. pour le maintien et la différenciation des GSPC. Cette étude a été publiée dans Sciences avancées.
En analysant de manière croisée les résultats du séquençage de l’ARN des testicules et des ovaires juvéniles du poisson zèbre, les chercheurs ont découvert que le processus d’organisation mitochondriale était considérablement enrichi par l’analyse de Gene Ontology et ont identifié mitoPLD (zebrafish pld6) comme un nouveau gène spécifique à la lignée germinale lié à la fusion mitochondriale.
En générant des mutants pld6-knockout, les chercheurs ont découvert que les mutants se développaient exclusivement en mâles infertiles sans spermatozoïdes dans les testicules. La perturbation zygotique de pld6 n’a pas affecté le nombre initial de GSPC, alors que les mutants avaient une petite taille dans les gonades à 25 dpf et que les GSPC ne se sont pas différenciés en ovocytes précoces par la suite.
De plus, les chercheurs ont découvert que les cellules germinales disparaissaient chez les mutants après 35 dpf, conduisant finalement à la masculinisation et à l’infertilité des mutants. La fusion mitochondriale dans les GSPC appauvris en pld6 était gravement altérée et les mutants présentaient des défauts dans la biogenèse des piARN et la suppression des transposons.
Cette étude a découvert pour la première fois le poisson zèbre Pld6 en tant que nouveau régulateur germinal spécifique de la fusion mitochondriale, et a mis en évidence son rôle essentiel dans le maintien et la différenciation des GSPC ainsi que dans le développement gonadique et la gamétogenèse, ce qui montre l’augmentation de la prise de conscience de la relation entre la dynamique mitochondriale et la détermination du destin cellulaire des GSPC.
Plus d’information:
Ru Zhang et al, Un régulateur spécifique de la lignée germinale de la fusion mitochondriale est nécessaire pour le maintien et la différenciation des cellules souches et progénitrices de la lignée germinale, Sciences avancées (2022). DOI : 10.1002/advs.202203631