Les lamelles annulaires dépendantes de RanBP2 stimulent l’assemblage des pores nucléaires et l’expansion du noyau

Des assistants dissimulés à l’intérieur de nos cellules

Chaque cellule de notre corps doit en permanence faire circuler messages et matériaux entre le noyau, qui contient notre ADN, et le reste de la cellule. Ce trafic transite par de minuscules portails appelés pores nucléaires. La nouvelle étude révèle que les cellules gardent un stock de secours de pores partiellement assemblés dans le réseau membranaire environnant et s’en servent pour agrandir rapidement et renforcer le noyau, en particulier juste après la division cellulaire.

Des piles membranaires qui stockent des portails nucléaires

Depuis des décennies, les biologistes observent des piles membranaires mystérieuses à l’intérieur des cellules, appelées lamelles annulaires, mais leur rôle restait flou. Ces structures se logent dans le réticulum endoplasmique, un vaste système membranaire connecté à la surface nucléaire. Grâce à des techniques d’imagerie avancées, les auteurs montrent que ces piles sont remplies de structures ressemblant étroitement à des pores nucléaires. Contrairement à l’idée ancienne selon laquelle ces piles n’apparaîtraient surtout que dans les embryons ou les cellules cancéreuses, le travail les retrouve dans de nombreux types de cellules humaines ordinaires, depuis des lignées cellulaires de laboratoire jusqu’à des fibroblastes non transformés et même des neurones cultivés. Dans des conditions normales ces piles sont petites et dispersées, mais sous stress ou dans des modèles pathologiques elles grandissent et s’agglomèrent.

Comment les pores stockés alimentent le noyau en croissance

Après la division cellulaire, le noyau nouvellement formé doit s’agrandir et reconstruire des milliers de pores nucléaires. Les chercheurs ont suivi le comportement des lamelles annulaires dans des cellules vivantes et observé que de petites piles se déplacent le long du réticulum endoplasmique vers la surface nucléaire. Là, elles touchent à plusieurs reprises l’enveloppe nucléaire puis fusionnent finalement avec elle. Chaque événement de fusion apporte plusieurs unités de pore préassemblées. Bien que le nombre de pores stockés à un instant donné paraisse modeste, l’équipe a calculé que durant la première phase après la division ces événements fournissent cumulativement environ un tiers de l’ensemble des pores nucléaires d’une cellule humaine typique, contribuant ainsi de manière significative au nombre de pores et à la taille du noyau.

Une protéine d’échafaudage qui assemble et regroupe les unités de pore

L’étude identifie une grande protéine, RanBP2, comme organisateur central de ces complexes de pores stockés. RanBP2 fait normalement partie des filaments qui s’étendent des pores nucléaires vers le cytoplasme. Ici, les auteurs montrent qu’elle agit aussi loin du noyau pour aider à assembler des échafaudages de pores à l’intérieur des piles membranaires. Une région flexible de RanBP2, riche en certains petits acides aminés, est cruciale : elle facilite la mise en place des composants centraux du pore en unités annulaires, puis le regroupement de nombreuses unités en piles plus grandes. Quand les niveaux de RanBP2 sont réduits ou que cette région clé est supprimée, les petites piles dans des cellules saines rétrécissent ou disparaissent, les gros amas ne se forment pas sous stress, et moins de pores arrivent à la surface nucléaire. En conséquence, le noyau croît moins et le transport de certains facteurs entre noyau et cytoplasme devient moins efficace.

Guider les pores stockés vers la membrane appropriée

RanBP2 n’agit pas seul. En identifiant les partenaires d’interaction de RanBP2, les chercheurs mettent en évidence un rôle important pour Climp63, une protéine membranaire qui façonne les feuillets plats du réticulum endoplasmique. Les piles riches en RanBP2 se localisent préférentiellement dans des régions marquées par Climp63, proches du noyau. Lorsque Climp63 est appauvrie, ces piles deviennent plus grandes et dérivent vers l’extérieur, vers des régions qui contiennent habituellement de fins tubes membranaires, loin de la surface nucléaire. Les pores nucléaires se raréfient alors à l’enveloppe et le noyau n’arrive pas à bien s’étendre. Cela suggère qu’un ensemble de facteurs, comme RanBP2, construit les unités de pore, tandis qu’un autre, comme Climp63, les positionne sur les membranes adéquates et les aide à atteindre la frontière nucléaire.

Une troisième voie pour former des pores nucléaires

Auparavant, les scientifiques décrivaient deux voies principales par lesquelles les cellules fabriquent des pores nucléaires : une explosion rapide juste après la division cellulaire et un processus plus lent pendant le reste du cycle. Le nouvel ouvrage montre que la livraison de pores à partir des lamelles annulaires constitue une voie distincte et additionnelle. Lorsque les auteurs ont atténué cette voie en même temps que l’une ou l’autre des voies connues, le nombre de pores a encore davantage diminué, confirmant que les trois voies s’additionnent plutôt que de se remplacer. En termes simples, la cellule conserve un entrepôt mobile de pièces de pores préconstruites dans les membranes environnantes. RanBP2 aide à assembler et regrouper ces pièces, Climp63 les oriente vers le noyau, et ensemble ils permettent au noyau de croître et de maintenir un trafic efficace. Quand ce système est perturbé, la construction des pores faiblit, le noyau croît mal, et des piles remplies de pores s’accumulent dans le cytoplasme, des schémas qui peuvent être pertinents dans des affections telles que le syndrome de l’X fragile, la neurodégénérescence et le cancer.

Citation: Lin, J., Agote-Aran, A., Liao, Y. et al. RanBP2-dependent annulate lamellae drive nuclear pore assembly and nuclear expansion. Nat Commun 17, 4400 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71101-y

Mots-clés: complexes du pore nucléaire, lamelles annulaires, RanBP2, réticulum endoplasmique, expansion nucléaire