Etude biophysique de la fécondation: aspects moléculaires

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Etudebiophysiquedelafécondation:aspectsmoléculaires,membranaireset
cinétiquesdel’interactiongamétiquemurin.
AntoineJégou,VirginieBarraud‐Lange,MyriamChalbi,BenjaminRavaux,ChristineGourier
LaboratoiredePhysiqueStatistique,EcoleNormaleSupérieure.
Collaboration:
‐JeanPhilippeWolf,AhmedZiyyat,Cochin,Biologiedelareproduction
‐ClaudeBoucheix,Villejuif,Biologiemoléculaire
‐HervéWillaime,ESPCImicrofluidique
Lafécondationapparaîtcommeuneséried’événementsaucoursdesquelsun
spermatozoïdeetunovocytes’unissentpourproduireunnouvelindividu.Lorsquequele
spermatozoïderentreencontactaveclegamètefemelle,iltraverseunemembrane
glycoprotéiquequientourel’ovocyte,adhèreàlamembraneplasmiquedel’ovocytepuis
fusionne.Cesétapesd’adhésionetdefusiondesgamètessontcommunémentregroupées
sousletermed’interactiongamétique.
Malgréundéclinpréoccupantdelafertilitéchezl’êtrehumain,larecherchevisantà
comprendrel’interactiongamétiqueestpeudéveloppée.Lesdifficultésviennentd’unepart
delacomplexitédesphénomènesenjeu,maiségalementdufaitquelesapproches
biologiques(protéomique,spectroscopies,imagerieinvivo)sontdifficilementadaptables
auxcellulesgamétiquesd’unepartàcausedufaiblenombred’ovocytesparsouris(de5à
20),d’autrepartàcausedelafortemobilitédesspermatozoïdes.
Aucoursdesdeuxdernièresdécennies,lacommunautédebiologistestravaillantsur
l’interactiongamétiques’estattachéeàidentifierlesacteursmoléculairesclefsdela
fécondation.Parmiceuxidentifiés,seulementdeux,l'immunoglobulineIZUMOsurla
membranespermatiqueetlatétraspanineCD9surlamembraneovocytairesontreconnues
commeindispensablesàlafusiondesgamètes.Leurdélétionentraînelastérilitédessouris,
maisleurmoded’actionresteinconnu.Parailleurs,àcejour,aucunecaractérisation
dynamiquedesprocessusmembranaires(remaniementsmoléculaires,adhésion,fusion)se
déroulantaucoursdelafécondationn’aencoreétépubliée.
Danscecontexte,encollaborationavecdesmédecinsetbiologistesdeCochinetVillejuif
nousavonsentreprisdecouplerdesapprochesbiologiquestraditionnelles(mutagénèse,
biologiemoléculaire,FécondationInVitro)etdestechnologiesbiophysiquessurcellules
uniques,alliantmesuresdeforcesd’interaction,imagerieconfocaleetmicrofluidiqueenvue
ded’éluciderlerôlejouépar(i)CD9et(ii)IZUMOdanslafécondationet(iii)decaractériser
ladynamiquedesprocessusmembranairesovocytairesaufildelafécondation.Parmices3
volets,leplusavancéconcernelemoded’actiondelaprotéineCD9.Enamenantun
spermatozoïdeuniqueaucontactd’unovocyte,nousavonsmesurélaprobabilitéd’adhésion
etlaforced’interactiondesmembranesgamétiquesàl’échelled’unaccrochagemoléculaire
unique.Nousavonsrévélél’existencededifférentsmodesd’interactionetmontréquel’un
d’entreeuximpliquaitCD9etunfortlienlocaldelamembranedel’ovocyteàson
cytosquelette.Contrairementauxautres,cemoded’interactionimposeauxgamètesun
contactétroitetétendudeleurmembrane,prérequisnécessaireàleurfusion.