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Biochirnica et Biophysica Acta, 632 ( 1 9 8 0 ) 26- -34 © Elsev ie r /Nor th -Hol land Biomedica l Press

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VARIATIONS DU TAUX D'AMP CYCLIQUE ET DES ACTIVITIES SPI~CIFIQUES DE L'ADI~NYLATE CYCLASE ET DE L'AMP CYCLIQUE-PHOSPHODIESTI~RASE PENDANT LE CYCLE CELLULAIRE D'UN ACTINOMYCETE

G E R A R D L E F E B V R E *, G U Y R A V A L et R O B E R T G A Y

Laboratoire de Chimie Biologique I, Universit~ de Nancy I, Facult~ des Sciences, C.O. 140, 54037 Nancy Cedex (France)

(Received F e b r u a r y 4 th , 1980)

Key words: Cyclic AMP level; Adenylate cyclase; Phosphodiesterase; Cell cycle; (Actinomycete)

Variations in cyclic AMP level and specific activities of adenylate cyclase and cyclic AMP phosphodiesterase during the cell cycle of an Actinomycete

Summary

The variations in the concentrations of intra- and extracellular cyclic AMP and in the specific activities of adenylate cyclase (EC 4.6.1.1} and cyclic AMP phosphodiesterase (EC 3.1.4.17) have been monitored in synchronized cultures of Nocardia restricta, a prokaryote belonging to the group of Actinomycetes. At the beginning of the cell cycle, during a first period of RNA and protein synthesis, there is an increasing synthesis of adenylate cyclase which can be suppressed in the presence of chloramphenicol or rifampicin. Simultaneously, the specific activity of cyclic AMP phosphodiesterase decreases and the con- centrations of intra- and extracellular cyclic AMP rise. After the end of DNA replication, during a second period of RNA and protein synthesis, the specific activity of cyclic AMP phosphodiesterase increases; during the same time, the specific activity of adenylate cyclase and the level of intracellular cyclic AMP drop. It appears that the overall metabolism of cyclic AMP is coordinated so that the cyclic AMP level will be high at the beginning of DNA replication and will fall thereafter. The results are discussed in comparison with known data about the variations of cyclic AMP during the cell cycle of mammalian cells in cultures.

* A qui t o u t e c o r r e s p o n d a n c e d o l t ~tre adress~e. Abbreviations: AMP cyclique, adenosine-3'05'-monophosphate; 5'-AMP, adenosine-5'omonophosphate; a d e n y l a t e cyclase, ATP pyrophosphate lyase (cYclising) (EC 4.6.1.1.); AMP cycHque-phosphodiesterase, 3',5'-cycllc AMP 5'-nucleotidohydrolase (EC 3.1.4.17).

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R~sum~

Les variations de la concentration de I'AMP cyclique (adenosine 3',5'- monophosphate) intra- et extra-cellulaire et des activit6s sp6cifiques de l'ad6ny- late cyclase (EC 4.6 .1 .1)e t de I'AMP cyclique-phosphodiest6rase (EC 3.1.4.17) ont 6t6 mesurdes dans les cultures synchronis6es de Nocardia restricta, un pro- caryote appartenant au groupe des Actinomyc6tes. An d6but du cycle cellu- laire, pendant une premiere de syntheses de RNA et de proteines, il se produit un accroissement de la synth6se de l 'ad~nylate cyclase qui peut 6tre supprim6 en pr6sence de chloramphdnicol ou de rifampicine. Simultandment, l'activit6 sp6cifique de I'AMP cyclique phosphodiest6rase d6croit et les concentrations d'AMP cyclique intra- et extracellulaires augmentent. Apr6s la fin de la r6plica- tion du DNA, pendant une seconde p6riode de synth6ses de RNA et de pro- teines, l'activit6 sp6cifique de I'AMP cyclique phosphodiest6rase s'accroit; au m~me moment l'activit6 specifique de l 'ad6nylate cyclase et le taux d'AMP cyclique intracellulaire diminuent. I1 apparait que l 'ensemble du m6tabolisme de I'AMP cyclique est coordonn6 de telle faqon que le taux d'AMP cyclique est 61evd au d6but de la r6plication du DNA et chute par la suite. Ces r6sultats sont discutds en comparaison avec des donn6es connues concernant les variations de I'AMP cyclique pendant le d6roulement du cycle cellulaire dans les cultures de cellules de mammif~res.

Introduction

Des variations dans la concentrat ion intracellulaire de I'AMP cyclique pen- dant le cycle cellulaire de cellules animales et humaines cultiv6es in vitro ont 6t6 d6crites et revues [1--3].

Chez les microorganismes eucaryotes, les nucl6otides cycliques ont 6t6 im- pliqu6s dans le cycle de vie de certains organismes comme Dictyostelium [4], Physarum [5], Blastocladiella [6], Mucor [7] et Saccharomyces [8--9]. Cepen- dant, fl n 'y a eu jusqu'~ pr6sent que peu de mesures directes du taux des nucl6otides cycliques au cours du cycle cellulaire: des fluctuations du taux de ces nucl6otides ont d6j~ 6t6 observ6es chez Physarum polycephalum [10], Tetrahymena pyriformis [ 11 ] et Saccharomyces cerevisiae [ 12 ].

Chez les procaryotes des dtudes ont 6t~ entreprises sur les effets de I'AMP cyclique sur la croissance des enterobact6ries [13], la formation du flagelle de Escherichia coli [14], la sporulation chez Myxococcus [15], la diff6renciation de Caulobacter [16], la morphog6n~se d'Arthrobacter [17] et la croissance de Streptomyces [18]. Nous avons montrd ant6rieurement la pr6sence d'AMP cyclique chez Nocardia restricta [19] un procaryote du groupe des Actino- myc6tes, et dtudi6 les propidt~s de l 'ad6nylate cyclase de ce microorganisme [20]. Apr6s une 6tude sur la morphog~n6se [21] et la croissance synchrone de ce Norcardia [22], nous avons observ6 les fluctuations du taux de I'AMP cyclique des activitds addnylate cyclase et AMP cyclique-phosphodiestdrase [23] ainsi que de la permdation de I'AMP cyclique [24] dans les cultures syn- chrones de cette bactdrie.

La prdsente dtude a dt6 effectude dans le but de localiser les variations du

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taux de I'AMP cyclique au cours du cycle cellulaire et de rechercher des cor- relations entre les variations d'activit~ des enzymes gouvernant le m~tabolis- me de ce nucl~otide et la synth~se des macromol~cules dans les cultures syn- chrones de N. restricta.

Materiel et Methodes

Mdthodes de culture et de synchronisation Le milieu de culture liquide, synth~tique, de N. restricta ATCC 14887, con-

tenant 15 g • 1-1 de succinate de sodium comme source de carbone et les condi- tions de culture ont ~t~ d~crites pr~c~demment ainsi que les techniques de mesure de l 'absorbance des cultures [23]. La m~thode de synchronisation des cultures par dilution dans un milieu frais de cellules parvenues en phase sta- tionnaire, d~crite ant~rieurement [22], a ~t~ reprise ici mais am~lior~e en ren- dant plus homog~ne l ' inoculum de cellules stationnaires sph~riques par cen- trifugation dans un gradient de saccharose selon Mitchison et Vincent [25].

M~thodes d'~tude du cycle cellulaire R~plication du DNA. Les m~thodes d 'extraction et de dosage du DNA selon

la m~thode de Burton [26] et de mesures de la vitesse de synth~se du DNA apr~s des incorporations br~ves de thymidine triti~e ont ~t~ d~crites ant~rieure- ment [22].

Mesures de la vitesse de synth~se prot~ique par des incorporations br~ves de leucine triti~e. Des pr~l~vements successifs de 0.5 ml sont effectu~s ~ inter- valles r~guliers dans les cultures et sont mis ~ incuber imm~diatement, en a~robiose ~ 28°C, en pr6sence de 2 pg de L-[4-3H(n)]leucine ~ 1 Ci/mmol (CEA, Saclay, France) correspondant ~ 2 pCi, pendant 15 min. Apr~s l 'incubation, les amino-acyl-tRNA charges sont hydrolysis par de l'acide trichlorac~tique ~ 5% pendant 20 min ~ 90°C. Apr~s refroidissement et addition de 100 pg de DL- leucine non marquee, les ~chantillons sont filtr~s sur filtre Millipore (pores de 0.45 ttm), puis laves soigneusement deux fois avec de l'acide trichlorac~tique

10% glac~. Les filtres sont ensuite compt~s en scintillation liquide dans le liquide scintillant A.C.S. (Amersham).

Mesures de la vitesse de synth~se des R N A par les incorporations br~ves d'uracile marquee. Le principe de la m~thode utilis~e est le m~me que pour les incorporations de leucine d~crites pr~c~demment, mais on utilise ici 2 pCi de [2-14C]uracile ~ 50 mCi/mmol pour des pr~l~vements de 1 ml de cultures. Apr~s 15 min d' incubation, addition d'acide trichlorac~tique ~ 20% glac~, filtration, lavages avec de l'acide trichlorac~tique contenant 100 pg/ml d'uracile non radioactive, la radioactivit~ r~siduelle sur les filtres est compt~e comme pr~c~- demment.

M~thodes d'~tudes des variations du m~tabolisme de I'AMP cyclique L'AMP cyclique a ~t~ dos~ par la m~thode de Gilman [27] ~ l'aide d'une pro-

t~ine liant sp~cifiquement I'AMP cyclique (Radiochemical Centre, Amersham, U.K.) en utilisant t ous l e s contrSles n~cessaires ~ cet essai [28] dans les condi- tions d~crites ant6rieurement [23].

La preparation des extraits acellulaires et le dosage des activit~s de l'ad~ny-

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late cyclase et de I'AMP cyclique-phosphodiest6rase ont 6t6 effectu~s comme pr6cddemment [23].

Nous avons v~rifi~ que les variations observ6es dans l'activit6 sp6cifique mesur6e in vitro de l'ad~nylate cyclase dans les cultures synchrones n'6taient pas dues ~ des r6actions interf6rentes ou ~ l'instabilitfi de I'AMP cyclique dans les essais.

R~sultats

Variations de la concentration de I'AMP cyclique lors du cycle de r~plication du DNA

Nous avions montr6 pr6c6demment que les cultures de N. restricta pouvaient fitre synchronis6es par dilution dans un milieu frais, de cellules parvenues pr6- alablement en phase stationnaire avanc6e [22]. L'absence de division cellulaire pendant la phase exponentielle, quand la croissance est rapide, sur milieu au succinate, ne permet pas le rep6rage des g6n6rations par comptage des cellules par les m~thodes classiques puisque les cellules se d6veloppent sous forme de filaments mul t inuc l~s [21]. Afin de localiser les diff~rentes p~riodes dans le cycle cellulaire nous avons utilis~ la r6plication discontinue du DNA comme rep6re.

Sur la Fig. 1 sont repr6sent6s les r6sultats des dosages de I'AMP cyclique

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H e u r e s d e c u l t u r e

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F i g . 1 . Variat ions de la c o n c e n t r a t i o n d 'AMP cycHque ( c A M P ) au cours du cy c l e cellulaire. A : D N A cel lu- h i r e e n /~g • m1-1 de cul ture . B: i n c o r p o r a t i o n s de [ 3 H ] t h y m i d i n e darts le D N A , ex pr im~es en 1 0 4 c p m •

m1-1 de cul ture , en 1 5 r a i n . C : c o n c e n t r a t i o n de I'AMP c y c l i q u e intxacel lulaire en p m o l • m g -1 d e c e l l u l e s

(po ids sec ) . D: c o n c e n t r a t i o n de I'AMP c y c l i q u e extracel lula ire en n m o l • 1-1 .

F i g . 2 . S y n t h e s e s des m a c r o m o l e c u l e s au c ou r s du c yc l e c e l l u l a i x e . A : incorporat ions de [ 3 H ] t h y m i d i n e dans l e D N A , expr im d e s en 1 0 4 c p m • m l - I de cu l ture , en 1 5 m i n . B : i n c o r p o r a t i o n s de [14C]urac i l e dans les R N A , e x p r i m ~ e s en 1 0 4 c p m • m 1 - 1 de cul ture , en 1 5 r a i n . C : incorpora t ions de [ 3 H ] l e u c i n e dans les prot~ ines , e x p r i m ~ e s en 1 0 4 c p m • m l - I de cu l ture , en 1 5 r a i n .

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intra- et extracellulaire dans une culture synchrone lors des troisi~me et quatri~me doublements de la masse cellulaire en phase exponentielle de crois- sance. Alors que la culture a un temps de doublement moyen de 150 + 10 min, les phases successives de synth~se du DNA se succ~dent avec la m~me p~riodi- cit~ et ne durent que pendant un temps moyen de 70 + 10 min. Le taux intra- cellulaire d'AMP cyclique prdsente des oscillations, avec un seul pic par double- ment de la masse cellulaire. La concentration de I'AMP cyclique augmente for tement au tout d~but de la r~plication du DNA. A la fin de la r~plication le taux d'AMP cyclique chute et reste faible jusqu'au d~but d'une nouvelle r~pli- cation du DNA.

La concentration de I'AMP cyclique extracellulaire augmente de faqon simul- tande avec celle de l'AMP cyclique intracellulaire comme nous l'avions d~j~ con- stat~ et discut~ pr~c~demment [23].

Variations de l'ad~nylate cyclase et de I'AMP cyclique-phosphodiest~rase au cours du cycle cellulaire

Les p~riodes de synth~se des protAines totales et des RNA totaux ont ~t~ rep~r~es par incorporation de pr~curseurs marquis.

Sur la Fig. 2 sont repr~sent~s les r~sultats des incorporations br~ves de leu- cine triti~e darts les prot~ines d 'une culture synchrone de N. restricta pendant deux doublements successifs de la masse cellulaire. I1 apparait deux p~riodes de synth~se protAique lors d 'un doublement. I1 s'agit bien de synth~se pro- t~ique puisque l ' incorporation de radioactivit~ dans les macromol~cules est en grande partie supprim~e en presence de chloramph~nicol ~ 30 #g/ml. Le premier pic de synth~se protAique se situe tout au d~but de la phase de r~pli- cation du DNA, alors que le second pic survient apr~s cette phase.

De la m~me faqon nous avons suivi la synth~se des RNA en r~alisant les incorporations br~ves d'uracile marquee dans ces macromol~cules. Nous avions v~rifi~ tout d 'abord que l'uracile ~tait un pr~curseur sp~cifique des RNA: l 'action de la ribonucl~ase entraine l 'hydrolyse de 83% de la radioactivit~ incor- por te dans les macromol~cules; la presence de rifampicine, ~ 5 t~g/ml, inhibe for tement l ' incorporation de l'uracile marquee dans les macromol~cules. Comme pour les prot~ines, la synth~se des RNA totaux se fait en deux p~riodes principales pendant un doublement de la masse cellulaire avec un ralentisse- ment important pendant la phase de r~plication maximale du DNA (Fig. 2).

La Fig. 3 montre que l'activit~ sp~cifique de l 'ad~nylate cyclase mem- branaire, mesur~e dans les culots de centrifugation ~ 30 000 × g d'extraits acel- lulaires dialys~s, augmente fortement au d~but de la r~plication. Cette p~riode correspond fi celle du premier pic de synth~se prot~ique du cycle. L'activitA sp~cifique de l 'ad~nylate cyclase chute apr~s la r~plication pendant la p~riode off se produit le deuxi~me pic de synth~se prot~ique.

L'activit~ sp~cifique de I'AMP cyclique-phosphodiest~rase cytoplasmique, mesur~e dans les surnageants de centrifugation ~ 30 000 × g, varie de mani~re inverse de celle de l 'ad~nylate cyclase: elle est maximale lors du deuxi~me pic de synth~se prot~ique du cycle qui suit la r~plication du DNA et minimale pendant le premier pic de synth~se protAique (Fig. 3).

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H e u r ~ d e c u l t u r e H e u r e s d e culture

Fig. 3. E f f e t d u c h l o r a m p h ~ n i c o l sur les v a r i a t i o n s de l ' a d ~ n y l a t e eyc l a se e t de I ' A M P c y c l i q u e ( cAMP) p h o s p h o d i e s t ~ r a s e , a u c o u r s d u cyc le cel lu la i re . Les f l$ches i n d l q u e n t le m o m e n t ,i p a r t i r d u q u e l d u c h l o r a m p h ~ n i c o l `1 la c o n c e n t r a t i o n f ina le de 3 0 ~ g • m1-1 es t a j ou t6 . A: i n c o r p o r a t i o n s d e [ 3 H ] l e u c i n e d a n s les p ro t~ ine s , e x p r i m S e s e n 1 0 -5 c p m • m l - I de c u l t u r e , e n 15 m i n ; les pa r t i e s h a c h u r 6 e s r e p r ~ s e n t e n t l ' i n e o r p o r a t i o n rSs iduel le de [ 3 H ] l e u c i n e o n p r e s e n c e d e c h l o z a m p h ~ n i c o l . Les b a r r e s e n t r a i t p l e in indi - q u e n t les p ~ r i o d e s de r 6 p l i c a t i o n d u D N A . B: (A A) v a r i a t i o n s de l ' ac t iv i t~ sp6c i f i que de l ' a d ~ n y l a t e cyc i a se m e s u r S e s d a n s les e x t r a i t s ace l lu ia i res e t e x p r i m S e e n n m o l d ' A M P c y c l i q u e f o r m ~ • m i n - I • m g - I de p r o t ~ i n e s ; (~ ~) i d e m , e n p r e s e n c e de c h l o r a m p h ~ n i c o l . C: (" e) v a r i a t i o n s d e l ' ac t iv i t~ sp~- c i f ique de 1 'AMP c y c l i q u e - p h o s p h o d i e s t ~ r a s e mesur~e dar ts les e x t r a i t s ace l lu ia i res e t e x p r l m ~ e e n n m o l d ' 5 ' - A M P f o r m ~ - m i n - I • m g - I de p r o t 4 i n e s ; ([] n) v a r i a t i o n s , les m ~ m e s m e s u r 4 e en p r e s e n c e de c h l o r a m p h ~ n i c o l .

Fig . 4. E f f e t de ia r i f a m p i c i n e su r les v a r i a t i o n s de l ' a d 6 n y l a t e cyc i a se e t de I ' A M P c y c l i q u e (cAMP)- p h o s p h o d i e s t d r a s e , a u c o u r s d u cyc le cel lu la i re . L e s f i l c h e s i n d i q u e n t le m o m e n t `1 p a r t i r d u q u e l d e ia r i f a m p i c i n e `1 la c o n c e n t r a t i o n f ina le de 5 # g • m1-1 es t a jou t~e . A: (A A) a d ~ n y l a t e cyc l a se (vo l t Fig. 3) , (~ A) a d d n y l a t e cyc i a se e n p r e s e n c e de r i f a m p i c i n e . B: ( i e) A M P c y c H q u e - p h o s p h o - d ies t6 rase (voi r Fig. 3); ([] []) A M P c y c l i q u e - p h o s p h o d i e s t ~ r a s e , e n p r e s e n c e de r i f a m p i c i n e .

Recherche des causes des variations de l'activit$ de l'ad~nylate cyclase et de la phosphodiest~rase au cours du cycle cellulaire

1. Addnylate cyclase. Nous avons v4rifi~ gue les variations de l'activit~ de l'ad~nylate cyclase ne proviennent ni de-l'instabilit~ de I'ATP substrat de r4action, ni de celle de I'AMP cyclique produit de la r~action, lors de l'essai enzymatique in vitro, ni de la variation de la localisation 'subcellulaire de l'enzyme qui est toujours particulaire quel que soit l'~tat physiologique des cellules.

Nous n'avons pas observ4 la pr4sence d'activateurs ou d'inhibiteurs dans les extraits ~ diff~rents stades du cycle cellulaire. En effet, des mesures de l'acti- vit4 sp4cifique de la cyclase effectu4es apr~s avoir m~lang~ des extraits d'acti- vit~ connue correspondant ~ des maxima et des minima d'activit~ de la cyclase, ont montr~ qu'il n'y avait aucune modification de l'activit~ sp~cifique par rap- port ~ celle que l'on pouvait attendre s'il n'y avait aucune activation ni inhibi- tion.

A la concentration de 30 #g/ml, le chloramph~nicol, inhibiteur de la traduc- tion, supprime l'augmentation de l'activit~ sp4cifique de l'ad~nylate cyclase

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(Fig. 3). I1 en est de m~me en presence d 'un inhibiteur de transcription, la rifampicine ~ 5 #g/ml (Fig. 4).

Les augmentations p~riodiques de l 'ad~nylate cyclase proviendraient donc d 'une biosynth~se de novo se produisant diff~rentiellement pendant le premier pic de synth~se prot~ique du cycle cellulaire.

2. AMP cyclique-phosphodiest~rase. La phosphodiest~rase est synth~tis~e pendant le deuxi~me pic de synth~se prot~ique; cette synth~se peut ~tre sup- prim~e par le chloramph~nicol (Fig. 3) ou la rifampicine (Fig. 4). Pendant le premier pic de synth~se prot~ique et la r~plication du DNA, l'activit~ sp~ci- fique chute, m~me en presence d'antibiotiques inhibiteurs de biosynth~ses (Figs. 3 et 4).

Discussion et Conclusion

Au cours du cycle cellulaire de N. restricta, il existe deux p~riodes carac- t~ris~es par un changement du m~tabolisme de I'AMP cyclique. En d~but de cycle, quand la r~plication du DNA se met en route, il se produit une biosyn- th~se diff~rentielle de l 'ad~nylate cyclase au cours du premier pic de synth~se du RNA et de prot~ines. L'augmentation de l'activit~ sp~cifique de la cyclase peut ~tre supprim~e au cours de cette p~riode par action des antibiotiques inhibiteurs de la transcription (rifampicine) et de la traduction (chloramph~ni- col). Parall~lement, l'activit~ sp~cifique de I'AMP cyclique-phosphodiest~rase diminue pendant cette p~riode. Cette diminution ne semble pas uniquement due ~ un arr~t de la biosynth~se de cette enzyme et en consequence ~ une dilution dans les autres prot~ines n~o-form~es; en effet, cette diminition n'est pas supprim~e par la rifampicine ou le chloramph~nicol. I1 serait donc n~ces- saire de faire appel ~ des processus de desactivation ou peut ~tre de d~grada- tion pour expliquer ce ph~nom~ne. Ce point reste ~ pr~ciser. I1 a d~j~ ~t~ mis en ~vidence chez les Nocardia des processus de d~gradation s~lective de prot~ines [29]. Nous avons nous m~mes constat~ un turnover de prot~ines lors de la phase de fragmentation des coenocytes de N. restricta [30]; l 'hypoth~se d 'une prot~olyse partielle ne peut donc ~tre exclue et demandera ~ ~tre ~tudi~e.

L'augmentation de la cyclase et la diminution simultan~e de la phospho- diest~rase permet tent d'expliquer l 'augmentation du taux intracellulaire de I'AMP cyclique; pendant le m~me p~riode, la membrane devient permeable I'AMP cyclique comme nous l'avons montr~ pr~c~demment [24]. Ceci pourrait expliquer que c'est ~ ce moment que se produit une sortie d'AMP cyclique dans le milieu. I1 apparait dons qu'au cours de cette premiere phase, il y aurait une coordination des processus contrSlant le m~tabolisme de I'AMP cyclique (syn- th~se, d~gradation, permeation) dont le r~sultat est une production accrue d'AMP cyclique dans les cellules et le milieu.

Inversement, lors de la deuxi~me p~riode du cycle, apr~s la r~plication et lors du deuxi~me pic de synth~se du RNA et de prot~ines, le m~tabolisme de I'AMP cyclique est inverse: synth~se diff~rentielle de la phosphodiest~rase pouvant ~tre supprim~e par la rifampicine ou le chloramph~nicol; chute de l'activit~ sp~cifique de l 'ad~nylate cyclase; imperm~abilit~ de la membrane I'AMP cyclique comme nous l'avons montr~ ant~rieurement [24]. La coor- dination de ces diff~rents processus a comme r~sultat une chute progressive

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du taux intracellulaire d'AMP cyclique qui atteint son minima en fin de cycle et un arr~t de l 'augmentation de la concentration de l'AMP cyclique dans le milieu.

Quelle est la signification de ces variations du m~tabolisme de I'AMP cyclique pendant le cycle cellulaire chez Nocardia? Pour le moment nous n'avons encore aucune donn~e pour pouvoir r~pondre de faqon d~finitive cette question. Nous n'avons pas observ~ d'effets de I'AMP cyclique exog~ne ajout~ h des cultures m~me ~ des concentrations ~lev~es: pas d'inhibition de croissance par I'AMP cyclique de 1 ~ 10 mM lors de la croissance sur milieu synth~tique ~ base de succinate, ni d'inhibition de la synth~se du DNA. Cepen- dant, ceci est peut ~tre dfi au fait que I 'AMP cyclique ne peut entrer dans la cellule que pendant une p~riode limit~e du cycle qui est la phase de r6plica- tion du DNA pendant laquelle le taux d'AMP cyclique dans le cellule est d~j~ ~lev~ au contraire, pendant les p~riodes of 1 le taux d'AMP cyclique dans la cellule est faible, I'AMP cyclique ne p~n~tre pas et il existe une phosphodi- est~rase active. I1 est donc difficile de modifier le taux intracellulaire d'AMP cyclique en ajoutant un exc~s de celui-ci. D'autre part, des effecteurs des ad~nylate cyclase animales, tels que les ions fluorures, l'insuline, le glucagon, les prostaglandines et la chol~ratoxine ont peu d 'effet sur celle de N. restricta. Les inhibiteurs classiques des AMP cyclique-phosphodiest~rases animales (caf~ine, th~ophylline) n ' inhibent pas celle de N. restricta (observations non publi~es) et on ne peut donc les utiliser ici pour modifier le taux d'AMP cyclique. I1 serait n~cessaire de rechercher d'autres inhibiteurs ou activateurs de ces enzymes ou de modifier artificiellement la perm~abilit~ cellulaire afin de pouvoir changer le taux intracellulaire d'AMP cyclique et suivre les conse- quences sur le d~roulement du cycle cellulaire.

Une comparaison avec le rble de I'AMP cyclique dans le cycle cellulaire des cellules de mammif~res en cultures, avec lesqueUes les ~tudes ont d~j~ ~t~ nom- breuses, pourrait ~tre tent~e. Cependant, la signification biologique des varia- tions de concentration de I'AMP cyclique pendant le cycle cellulaire des cel- lules de mammif~res en cultures n'est pas encore claire. Plusieurs hypotheses ont ~t~ ~mises ~ ce sujet:

I'AMP cyclique et le GMP cyclique seraient des r~gulateurs antagonistes de la proliferation, I'AMP cyclique ayant un effet inhibiteur et le GMP cyclique un effet activateur [ 31,32];

I'AMP cyclique serait un r~gulateur non essentiel du cycle cellulaire. Ce ne serait pas un signal n~cessaire ~ la progression du cycle cellulaire, mais ce serait une substance inhibitrice agissant comme modulateur n~gatif de cette progres- sion [33];

I'AMP cyclique serait un r~gulateur positif du cycle; il serait n~cessaire la stimulation de la synth~se du DNA [34].

Le fait que chez N. restrica le m~tabolisme de I'AMP cyclique est coordonn~ de telle faqon que son taux soit ~lev~ au d~but de la phase de r~plication du DNA pourrait ~tre consid~r~ comme une indication allant dans le sens de la derni~re hypoth~se cit~e.

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References

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