Cycle cellulaire
Reproduction cellulaire : mitose
Télophase

La télophase est la phase mitotique au cours de laquelle les chromosomes parvenus aux pôles amorcent leur décondensation tandis que l’enveloppe nucléaire se reconstitue autour de chaque lot chromosomique, marquant la transition entre la fin de la division nucléaire et l’engagement de la cytokinèse.

Événements cellulaires de la télophase

1. En télophase précoce, les chromosomes commencent à s’allonger et à se décondenser progressivement, grâce à :

a. la diminution de l’activité des kinases mitotiques et de la prépondérance des phosphatases, grâce à la déphosphorylation des condensines I et II et des histones H1 et H3. ( bascule kinases-phosphatases à la sortie de mitose),

b. la réinstallation progressive des facteurs nécessaires à l’organisation de la chromatine interphasique :

• le recrutement progressif des chaperons d’histones impliqués dans le réassemblage nucléosomique (CAF-1, ASF1),
• la réassociation des histones de liaison H1, participant à la structuration de la chromatine interphasique,
• la réactivation des complexes de remodelage de la chromatine, facilitant le retour à une organisation nucléaire fonctionnelle.

2. En télophase tardive, la reformation de l'enveloppe nucléaire, initiée en télophase précoce, est achevée et encadre chaque lot chromosomique.

Les membranes dérivées du réticulum endoplasmique (RE) s’associent progressivement aux masses chromosomiques dès la télophase précoce, tandis que la déphosphorylation :

• des lamines A/C et B permet leur réassemblage en un réseau continu, restaurant la lamina nucléaire,
• des nucléoporines favorise la réintégration ordonnée des complexes des pores nucléaires, rétablissant la compartimentation nucléo-cytoplasmique.

3. La réorganisation et le démantèlement du fuseau accompagnent la transition vers la cytokinèse par la formation du corps intermédiaire ou midbody ( fuseau en télophase).

a. En télophase précoce, le fuseau mitotique perd sa fonction de séparation.

• La chute de l’activité du complexe cycline B/CDK1 (MPF) entraîne la déphosphorylation progressive des moteurs mitotiques et des MAP mitotiques, conduisant au désassemblage des microtubules kinétochoriens et à l’extinction des forces d’écartement.
• Les pôles du fuseau cessent d’agir comme centres mécaniques actifs, tandis que la majorité du réseau microtubulaire mitotique est démantelée.

b. Au cours de la télophase tardive, la zone médiane persiste et se spécialise.

• Les microtubules polaires organisés en faisceaux antiparallèles, mis en place durant l’anaphase B, ne participent plus à l’allongement du fuseau mais sont stabilisés et compactés.
• Cette structure résiduelle se transforme progressivement en corps intermédiaire (midbody), localisé entre les deux noyaux en reconstitution.

c. Le corps intermédiaire (midbody) représente l’état terminal du fuseau mitotique et correspond à la forme tardive et spécialisée de la zone médiane, marquant la transition structurale entre la fin de la division nucléaire et l’engagement de la cytokinèse.

Régulations moléculaires de la télophase

La chute de l’activité du complexe cycline B/CDK1 (MPF) résulte de l’ubiquitination puis de la dégradation protéasomale de la cycline B par l’APC/C^Cdc20, ce qui entraîne une extinction rapide des phosphorylations mitotiques maintenues depuis la prophase.

1. L’inactivation progressive des kinases mitotiques permet l’action prédominante des phosphatases constitutivement présentes dans la cellule, en particulier PP1 et PP2A, qui inversent les modifications mitotiques accumulées sur de nombreux substrats structuraux et permettent la sortie contrôlée de la mitose conduisant à ( bascule kinases-phosphatases à la sortie de mitose) :

• la reformation de l'enveloppe nucléaire,
• la décondensation progressive de la chromatine,
• la désorganisation du fuseau grâce à l’inactivation des cibles mitotiques de CDK1 et de Plk1, notamment ( fuseau en télophase) :
  • les protéines stabilisatrices, notamment PRC1, TPX2, TACC3, XMAP215/ch-TOG,
  • les moteurs du fuseau central tels que MKLP1/KIF23 et Eg5/KIF11.

2. Le contrôle de progression, appelé NoCut checkpoint, piloté par Aurora B, assure que la séparation chromosomique est entièrement achevée avant l’abscission finale.

• En cas d’ADN résiduel au niveau du corps intermédiaire, l’activité persistante d’Aurora B au midbody empêche l’engagement final de l’abscission, retardant la cytokinèse jusqu’à résolution complète de l’anomalie.
• Ce contrôle empêche une cytokinèse prématurée susceptible de conduire à une aneuploïdie ou à une ségrégation asymétrique.

3. La bascule entre l’APC/C^Cdc20 et l’APC/C^Cdh1 stabilise la sortie de mitose.

a. L’activité de l’APC/C^Cdc20 entraîne l’ubiquitination et la dégradation de la cycline B, provoquant la chute de l’activité CDK1, laquelle permet ensuite l’activation de l’APC/C^Cdh1.

b. L’APC/C^Cdh1 assure l’élimination des composants mitotiques résiduels, verrouille la sortie de mitose et prépare la transition vers la cytokinèse puis l’entrée en phase G1, en ciblant notamment :

• Plk1, ce qui contribue à l’extinction des signaux mitotiques résiduels et permet la désorganisation contrôlée du fuseau,
• Aurora A et Aurora B, mettant fin aux régulations mitotiques des microtubules, du fuseau central et du corps intermédiaire,
• Cdc20, garantissant l’extinction définitive de l’activité APC/C^Cdc20 et empêchant toute réactivation intempestive,
• les kinésines mitotiques tardives, i.e. Eg5/KIF11, KIF4A, contribuant au démantèlement progressif de l’appareil mitotique.
• les protéines associées au fuseau et à la zone médiane, impliquées dans la transition vers la cytokinèse, i.e.
• PRC1, MKLP1/KIF23, CEP55, la survivine et autres composants résiduels du CPC (Chromosomal Passenger Complex), afin d’éteindre les signaux mitotiques associés au fuseau central.

Cette bascule enzymatique clôt la régulation mitotique et prépare la cytokinèse.

Passage à la cytokinèse

La transition vers la cytokinèse s’opère lorsque la zone médiane du fuseau se transforme en corps intermédiaire (midbody) et que l’anneau contractile commence sa constriction autour de l’isthme intercellulaire conduisant à la séparation physique des deux cellules filles.