1. Active Fluctuations of the Nuclear Envelope Shape the Transcriptional Dynamics in Oocytes
- Author
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Tristan Piolot, Maria Almonacid, Philippe Mailly, Adel Al Jord, Stephany El-Hayek, Marie-Hélène Verlhac, Kei Miyamoto, Alice Othmani, Auguste Genovesio, Fanny Coulpier, Sophie Lemoine, Raphaël Voituriez, Robert Grosse, Christophe Klein, Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB), Labex MemoLife, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Collège de France (CdF (institution))-Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - 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- Subjects
Male ,Cytoplasm ,Nuclear Envelope ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,Mutant ,Mice, Transgenic ,nuclear dynamics ,Biology ,General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology ,mechano-transduction ,Transcriptome ,03 medical and health sciences ,F-actin ,0302 clinical medicine ,[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN] ,Gene expression ,medicine ,Animals ,Molecular Biology ,Actin ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,030304 developmental biology ,[PHYS]Physics [physics] ,Cell Nucleus ,0303 health sciences ,Cell Biology ,mouse oocyte ,Oocyte ,bio-physics ,Actins ,Chromatin ,Cell biology ,Actin Cytoskeleton ,Meiosis ,medicine.anatomical_structure ,Oocytes ,[SDV.BBM.GTP] Life Sciences [q-bio]/Biochemistry, Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN] ,Female ,Nucleus ,030217 neurology & neurosurgery ,Developmental Biology - Abstract
International audience; Nucleus position in cells can act as a developmental cue. Mammalian oocytes position their nucleus centrally using an F-actin-mediated pressure gradient. The biological significance of nucleus centering in mammalian oocytes being unknown, we sought to assess the F-actin pressure gradient effect on the nucleus. We addressed this using a dedicated computational 3D imaging approach, biophysical analyses, and a nucleus repositioning assay in mouse oocytes mutant for cytoplasmic F-actin. We found that the cytoplasmic activity, in charge of nucleus centering, shaped the nucleus while promoting nuclear envelope fluctuations and chromatin motion. Off-centered nuclei in F-actin mutant oocytes were misshaped with immobile chromatin and modulated gene expression. Restoration of F-actin in mutant oocytes rescued nucleus architecture fully and gene expression partially. Thus, the F-actin-mediated pressure gradient also modulates nucleus dynamics in oocytes. Moreover, this study supports a mechano-transduction model whereby cytoplasmic microfilaments could modulate oocyte transcriptome, essential for subsequent embryo development.
- Published
- 2019