Paper: Lysosomal degradation and chromosomal stability CFATG
Paper: Lysosomal degradation and chromosomal stability

Lysosomal degradation ensures accurate chromosomal segregation to prevent chromosomal instability

Eugènia Almacellas, Joffrey Pelletier, Charles Day, Santiago Ambrosio, Albert Tauler, Caroline Mauvezin. Autophagy. DOI: 10.1080/15548627.2020.1764727. Pubmed PMID: 32573315.

Contacts: Dr. Albert Tauler, tauler@ub.edu and Dr. Caroline Mauvezin caroline.mauvezin@gmail.com

Lien vers l’article / Link to the paper: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15548627.2020.1764727

Résumé de l’article:
Une équipe du Laboratoire du métabolisme du cancer dirigée par le Dr Albert Tauler, chercheur principal de l’Institut de recherche biomédicale Bellvitge (IDIBELL) et professeur à l’Université de Barcelone (UB) démontre que les lysosomes et l’autophagie sont nécessaires pour prévenir contre l’instabilité chromosomique. Dans l’étude récemment publiée dans le journal Autophagy, les travaux dirigés par le Dr Caroline Mauvezin démontrent que les lysosomes sont actifs et dégradent sélectivement des protéines impliquées dans l’orchestration de la division cellulaire, et que des altérations au moment de la séparation des chromosomes se produisent lorsque la fonction dégradative des lysosomes est compromise. La participation des lysosomes et de l’autophagie pendant la division cellulaire s’avère être encore un sujet controversé. La présente étude a analysé différentes lignées de cellules tumorales et a identifié plus de 100 nouvelles protéines spécifiquement dégradées par les lysosomes lors de la mitose. Parmi eux, l’équipe de recherche a identifié des protéines directement impliquées dans la ségrégation des chromosomes, soutenant le rôle essentiel des lysosomes et de l’autophagie pendant la division cellulaire. Ces travaux servent de précédent pour l’étude des mécanismes responsables de la dégradation des facteurs mitotiques afin de limiter l’instabilité chromosomique.
Comprendre le rôle des lysosomes et de l’autophagie dans la séparation des chromosomes en mitose a conduit à une autre découverte. En effet, les auteurs décrivent pour la première fois que les cellules qui ont subi des erreurs lors de la séparation des chromosomes, soit en raison d’altérations de la fonction lysosomale, soit par d’autres contraintes, présentent un noyau avec une morphologie toroïdale après leur division. Cette morphologie particulière représente un nouveau biomarqueur pour l’identification de cellules post-mitotiques présentant une instabilité chromosomique. Jusqu’à présent, le seul biomarqueur permettant de déterminer l’instabilité chromosomique était le micronoyau. Les travaux dirigés par le Dr Mauvezin présentent le noyau toroïdal comme un nouvel outil complémentaire pour détecter l’instabilité chromosomique inhérente aux cellules cancéreuses.

Abstract:
A team from the Cancer Metabolism Laboratory led by Dr. Albert Tauler, Principal Investigator of the Bellvitge Biomedical Research Institute (IDIBELL) and Professor at the University of Barcelona (UB) have described that lysosomes and autophagy processes are active during mitosis and are necessary for a correct cell division.
In the study published in the Autophagy journal, the team led by Dr. Caroline Mauvezin demonstrated that lysosomes are active and selectively degrade specific proteins during mitosis, and that alterations in chromosome separation occur when lysosomal function is compromised. Understanding the role of lysosomes and autophagy in the separation of chromosomes during mitosis led to another discovery. When this separation is defective affected, the daughter cells present a nucleus with a toroidal morphology, with the appearance of a hole. This particular morphology represents a potential new biomarker for the identification of postmitotic cells with chromosomal instability.
Toroidal nucleus, a new biomarker of chromosomal instability
Almacellas et al. describe for the first time, that cells that have suffered errors during chromosome separation, either due to alterations of lysosomal function or by other stresses, present a nucleus with a toroidal morphology after they divided.
Until now, the only biomarker to determine chromosomal instability was the micronucleus. The work led by Dr. Mauvezin presents the toroidal nucleus as a new complementary tool to detect chromosomal instability inherent in cancer cells.
Lysosomes and autophagy in mitosis
The participation of lysosomes and autophagy in mitosis is still a controversial topic. The present investigation studied different tumor cell lines, and it has found that lysosomes and autophagy are active during mitosis and are necessary for the process.
The research team has identified more than 100 new proteins specifically degraded by lysosomes during mitosis. Among them, they found proteins directly involved in chromosome segregation, supporting the essential role of these organelles for the correct cell division. This work serves as a precedent for the study of the mechanisms responsible for the degradation of essential mitotic proteins to prevent chromosomal instability.

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