La formation des gamètes nécessite une division cellulaire spécifique (méiose) qui sépare les chromosomes homologues (paternel et maternel) après les avoir appariés et « mélangés » (par recombinaison). Il faut en effet que chaque gamète ne possède qu'un seul chromosome.

La méiose commence par l'appariement des chromosomes homologues dans une matrice protéique (appelée complexe synaptonémal) le long de laquelle s'alignent, de part et d'autre, les deux chromosomes, tels les deux parties d'une fermeture éclair. Ce complexe établit des « points de contact » entre les chromosomes homologues, à l'origine des « enjambements » (crossovers) qui présideront à leur recombinaison.

Des chercheurs de l'Institut Curie et de Joliot ont choisi d'étudier les bases moléculaires unissant l'appariement et la recombinaison des chromosomes homologue chez la levure Saccharomyces cerevisiae, car ces mécanismes sont très conservés au cours de l'évolution. En effet, la protéine Ecm11 du complexe synaptonémal ne serait localisée in vivo sur les sites de recombinaison qu'en présence d'une protéine nécessaire à l'enjambement des chromosomes homologues (Zip4).

En s'appuyant sur des analyses de séquences poussées et des prédictions de structures protéiniques utilisant l'intelligence artificielle, les biologistes ont produit des modèles structuraux de Zip4 et d'Ecm11 et proposé des mutations ponctuelles des deux protéines, capables de déstabiliser leur interaction.

En plus d'abolir l'interaction Zip4-Ecm11, les mutations exprimées in vivo empêchent la liaison d'Ecm11 aux chromosomes et rendent inopérants l'assemblage du complexe synaptonémal et l'appariement des chromosomes.

Or il a récemment été découvert que la protéine Zip4 est mutée précisément sur le site de liaison avec Ecm11 chez des patients dont le sperme est dépourvu de spermatozoïde (azoospermie). Cette observation suggère qu'un défaut d'assemblage du complexe synaptonémal pourrait être à l'origine de cette anomalie.

L'étude a été coordonnée par l'Institut Curie.