Drosophila Neuroblast Asymmetric Cell Division: Recent Advances and Implications for Stem Cell Biology

Abstract

Asymmetric cell division is an evolutionarily conserved mechanism widely used to generate cellular diversity during development. Drosophila neuroblasts have been a useful model system for studying the molecular mechanisms of asymmetric cell division. In this minireview, we focus on recent progress in understanding the role of heterotrimeric G proteins and their regulators in asymmetric spindle geometry, as well as the role of an Inscuteable-independent microtubule pathway in asymmetric localization of proteins in neuroblasts. We also discuss issues of progenitor proliferation and differentiation associated with asymmetric cell division and their broader implications for stem cell biology.

Aurora-A acts as a tumor suppressor and regulates self-renewal of Drosophila neuroblasts

“…Studies primarily in the embryonic ventral cord have revealed the mechanism of NB asymmetric divisions, which appears to be conserved between embryonic and larval NBs (for reviews, see Jan and Jan 2001;Betschinger and Knoblich 2004;Wodarz 2005;Yu et al 2006). The asymmetric division of NBs involves the asymmetric localization and segregation of cell fate determinants Numb, Prospero (Pros), Brat, and their adaptor proteins Partner of Numb (Pon) and Miranda (Mira) into the basal GMC (Rhyu et al 1994;Knoblich et al 1995;IkeshimaKataoka et al 1997;Shen et al 1997;Lu et al 1998).…”

“…Drosophila larval NBs have emerged as a model system for studying stem cell self-renewal as larval NBs, unlike embryonic NBs, share many features of stem cells as they can undergo growth and self-renewal for extended periods and produce a large number of progeny (see reviews Jan and Jan 2001;Betschinger and Knoblich 2004;Wodarz 2005;Yu et al 2006). There is increasing support for the idea that tumors can arise from tumor stem cells in which the normal control of self-renewal versus differentiation is disturbed (Passegue 2006).…”

Le fuseau mitotique, le centrosome et le cancer : trouvez l’intrus !

“…Lorsque la division cellulaire s'achève, ces déterminants se retrouvent de manière différentielle dans les deux cellules filles. Cette ségrégation inégale des détermi-nants dépend d'une orientation spécifique du fuseau mitotique ( Figure 5A) [30][31][32][33][34][35]. Lors de l'orientation du fuseau mitotique (entrée en mitose), c'est le centrosome le plus âgé qui commence à nucléer les microtubules nécessaires à l'orientation du fuseau mitotique [36].…”

“…Cependant, quand on injecte des cellules issues du système nerveux central de mouches SAKOE dans l'abdomen de mouches sauvages, celles-ci développent des tumeurs, conséquence d'une prolifération excessive de neuroblastes [12]. C'est d'ailleurs le cas pour les mouches déficientes dans le processus de division asymétrique [30,31,34,39,40]. Cette prolifé-ration excessive est due au fait que les mouches possédant plusieurs centrosomes présentent des défauts d'orientation du fuseau mitotique et une mauvaise ségrégation des déterminants d'identité cellulaire.…”

“…B. Dans certains mutants, le fuseau mitotique s'oriente de façon parallèle à l'épithélium, ce qui a pour conséquence la ségrégation des déterminants d'identité cellulaire dans les deux cellules filles qui deviendront alors deux neuroblastes. La division n'est plus asymétrique et les neuroblastes prolifèrent pouvant induire l'apparition de tumeurs chez la drosophile (d'après [30] …”