Survivine a été décrite pour la première fois il y a dix ans [ 1]. Son nom découle de la fonction première qui lui a été attribuée, celle d’une protéine inhibitrice de l’apoptose (pour revue, voir [ 2]). Plus récemment, D. Skoufias et ses collaborateurs ont montré que Survivine était l’une des composantes du complexe passager [ 3].

Le complexe passager est composé des protéines INCENP, Boréaline, Aurora B et Survivine [ 4]. Son expression est restreinte à la mitose et sa localisation est tout à fait singulière. Il voyage des chromosomes vers le cytosquelette (Figure 1). En effet on repère ses composants sur la chromatine péricentromérique en phase G2, puis sur les chromosomes en prophase. Rapidement il se concentre sur les centromères en métaphase. Lors de la transition métaphase/anaphase, il est transféré sur le réseau microtubulaire où il séjourne jusqu’en fin de mitose. En cytodiérèse, il décore le corps intermédiaire qui relie les deux cellules filles puis il disparaît. La particularité du complexe est son interdépendance ; l’invalidation d’un de ses membres conduit à une perte de fonction et à la dégradation des autres composants. L’invalidation de la Survivine ou de la kinase Aurora B par ARN interférence induit des défauts mitotiques majeurs : non-alignement sur la plaque métaphasique, problème de ségrégation équitable des chromosomes et augmentation de la ploïdie cellulaire (Figure 2). Ces expériences confirment le rôle clé de Survivine et de ses partenaires au cours de la mitose.

Figure 1. Localisation des protéines passagères au cours du cycle cellulaire. Deux expériences de microscopie de fluorescence sont représentées. Les protéines passagères sont visualisées en vert et l’ADN en bleu. Dans la partie supérieure, la chromatine péri-centromérique puis les centromères sont repérés par un auto-anticorps humain CREST fluorescent en rouge. Dans la partie inférieure, le réseau de microtubules est visible en rouge. La localisation des protéines passagères est rappelée en vert sur le schéma des différentes phases de la mitose (en haut). En interphase, les passagères sont faiblement exprimées et on les devine dans la chromatine peri-centromérique. Au cours de la métaphase, les protéines passagères se localisent sur les centromères puis elles sont transférées sur le réseau de microtubules.

Figure 1. Localisation des protéines passagères au cours du cycle cellulaire. Deux expériences de microscopie de fluorescence sont représentées. Les protéines passagères sont visualisées en vert et l’ADN en bleu. Dans la partie supérieure, la chromatine péri-centromérique puis les centromères sont repérés par un auto-anticorps humain CREST fluorescent en rouge. Dans la partie inférieure, le réseau de microtubules est visible en rouge. La localisation des protéines passagères est rappelée en vert sur le schéma des différentes phases de la mitose (en haut). En interphase, les passagères sont faiblement exprimées et on les devine dans la chromatine peri-centromérique. Au cours de la métaphase, les protéines passagères se localisent sur les centromères puis elles sont transférées sur le réseau de microtubules.

Figure 2. Effet de l’invalidation de Survivine. L’invalidation de Survivine par ARN interférence crée des défauts mitotiques majeurs : mauvais alignement des chromosomes sur la plaque métaphasique en métaphase, ADN présent dans le sillon de division en anaphase et télophase. L’ADN de cellules contrôles et de cellules déficientes en Survivine est visualisé en fluorescence.

Figure 2. Effet de l’invalidation de Survivine. L’invalidation de Survivine par ARN interférence crée des défauts mitotiques majeurs : mauvais alignement des chromosomes sur la plaque métaphasique en métaphase, ADN présent dans le sillon de division en anaphase et télophase. L’ADN de cellules contrôles et de cellules déficientes en Survivine est visualisé en fluorescence.

INCENP (inner centromere protein antigens 135/155kDa) est l’ancêtre des protéines passagères, cette protéine ancre le complexe dans ses diverses destinations [ 5] ; Boréaline est la petite dernière, identifiée en 2004 [ 6]. Aurora B est le seul membre à activité enzymatique; c’est une kinase mitotique membre de la famille des Aurora kinases [ 7]. Survivine est la plus petite protéine du complexe [ 8, 9]. Elle est très conservée au cours de l’évolution avec 90 % d’identité chez les mammifères. Survivine a un poids moléculaire apparent d’environ 17 KDa et un pI de 5,7 ; sa structure est singulière car elle possède un domaine à doigt de zinc de type BIR (BIR pour Baculoviral IAP repeat) qui s’étend entre les acides aminés 15 et 87 et une longue hélice alpha dans sa partie carboxy-terminale (Figure 3). Un motif de localisation nucléaire fonctionnel (NES) a été décrit récemment, suggérant un transport nucléaire actif via le récepteur d’export nucléaire Exportine [ 10]. Survivine est le siège de nombreuses modifications post-traductionnelles (Figure 3) : phosphorylations sur les résidus S20, T34 et T117, ubiquitinylation en K48 et K63 ; certaines modifications sont essentielles pour l’activité du complexe passager comme nous le verrons par la suite [ 11]. TD60, un membre de la famille des facteurs d’échange du GTP, est quelquefois inclus dans le complexe passager. TD60 partage la même localisation que les protéines passagères au cours de la mitose mais n’a pas d’interaction forte avec les autres membres [ 12]. Par sa présence TD60 participe à l’activation de la kinase Aurora B [ 13].

Figure 3. Description de la protéine Survivine. Sur une vue schématique de la protéine Survivine sont indiqués les domaines protéiques identifiés, les interactions protéiques décrites ainsi que les modifications post-traductionnelles. Survivine est phosphorylée sur la sérine 20 par la protéine kinase A, par Cdc2/Cycline B sur la thréonine 34 et sur la thréonine 117 par Aurora B. Les principaux sites d’ubiquitinylation par le complexe p97-NP14-Ufd1 sont les lysines 48 et 63 ; la désubiquitinylation est assurée par hFAM. L’ubiquitinylation de K48 est liée à la dégradation de Survivine tandis que l’ubiquitinylation de K63 est importante pour sa localisation. Nous n’avons pas indiqué l’interaction de Survivine avec Aurora B car il n’y a pas de consensus.

Figure 3. Description de la protéine Survivine. Sur une vue schématique de la protéine Survivine sont indiqués les domaines protéiques identifiés, les interactions protéiques décrites ainsi que les modifications post-traductionnelles. Survivine est phosphorylée sur la sérine 20 par la protéine kinase A, par Cdc2/Cycline B sur la thréonine 34 et sur la thréonine 117 par Aurora B. Les principaux sites d’ubiquitinylation par le complexe p97-NP14-Ufd1 sont les lysines 48 et 63 ; la désubiquitinylation est assurée par hFAM. L’ubiquitinylation de K48 est liée à la dégradation de Survivine tandis que l’ubiquitinylation de K63 est importante pour sa localisation. Nous n’avons pas indiqué l’interaction de Survivine avec Aurora B car il n’y a pas de consensus.

Figure 4. Fonctions et propriétés de Survivine. Les schémas des cellules au cours de la division cellulaire rappellent la localisation particulière de Survivine (en vert). Les fonctions des protéines passagères sont indiquées pour chaque étape. Survivine s’échange rapidement au sein du complexe passager et ce jusqu’à la transition métaphase/anaphase. Cette mobilité propre à Survivine est indiquée au centre du schéma. Les moteurs importants pour chaque étape sont répertoriés et les protéines directement liées à Survivine ou à son action sont en bleu et les enzymes la modifiant en italique.

Figure 4. Fonctions et propriétés de Survivine. Les schémas des cellules au cours de la division cellulaire rappellent la localisation particulière de Survivine (en vert). Les fonctions des protéines passagères sont indiquées pour chaque étape. Survivine s’échange rapidement au sein du complexe passager et ce jusqu’à la transition métaphase/anaphase. Cette mobilité propre à Survivine est indiquée au centre du schéma. Les moteurs importants pour chaque étape sont répertoriés et les protéines directement liées à Survivine ou à son action sont en bleu et les enzymes la modifiant en italique.

Au sein du complexe, Survivine participe à l’activation de la kinase Aurora B. La partie carboxy-terminale de Survivine recrute les autres partenaires : INCENP et Boréaline (Figure 3). Tous deux interagissent, par leur domaine amino-terminal, directement avec la protéine Survivine. La stabilité de ce complexe a été étudiée par des expériences de microscopie en cellules vivantes : le FRAP (recouvrement de fluorescence après photoblanchiement) [ 14, 15].

Les protéines INCENP, Aurora B et Boréaline sont ancrées sur les chromosomes puis sur les microtubules et ne présentent pas de mobilité apparente [15]. La protéine Survivine est fortement mobile en métaphase et perd cette capacité lors du transfert sur les microtubules. Ces données suggèrent d’une part qu’un changement de conformation du complexe passager a lieu lors de sa relocalisation et d’autre part que Survivine joue un rôle pivot au sein du complexe. Survivine pourrait réguler l’avancement de la mitose.

Survivine est une protéine aux multiples facettes ; elle a une activité anti-apoptotique, participe via Hsp90 à la réponse au stress et est un régulateur mitotique de tout premier plan.

L’activité mitotique semble prépondérante sur l’activité anti-apoptotique. Survivine appartient au complexe passager. Au sein de ce complexe elle assure la connexion entre les centromères et les microtubules et participe à l’alignement des chromosomes sur la plaque métaphasique. Par sa possible fonction de senseur de la tension du fuseau, elle maintient allumé le point de contrôle mitotique et joue un rôle prépondérant dans le déclenchement de l’anaphase. Cette transition métaphase/anaphase s’accompagne à la fois d’un changement de localisation du complexe passager et d’une modification conformationnelle mise en évidence par la perte de mobilité de Survivine. Au cours de la cytodiérèse, Survivine relie le complexe mitotique à la machinerie de scission. Survivine au chœur du complexe passager est donc la protéine reine de ce régulateur mitotique.

Nous sommes reconnaissants à La ligue Contre le Cancer (équipe Dimitrov labellisée) et l’Agence Nationale de la Recherche (R05075CC), la cancéropôle Rhône-Alpes CLARA (programme EPIPRO), l’Université Joseph Fourier et l’INSERM pour leur soutien. Nous remercions nos collègues de la plateforme de microscopie de l’IAB pour leur disponibilité et la qualité des équipements et le Dr Stéfan Dimitrov pour ses encouragements. TMNH est bénéficiaire d’une bourse ARC.