Projet ANR-08-BLAN-0200 – POLYCOMBARA : Mechanism of gene silencing mediated by a variant of Polycomb Repressive Complex 1 in Arabidopsis thaliana
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE CENTRE DE RECHERCHES DE VERSAILLES (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE CENTRE DE RECHERCHES DE VERSAILLES)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 570000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : Les plantes sont d'excellents systèmes pour étudier les mécanismes épigénétiques, tels que la méthylation de l'ADN, les petits ARNs et le remodelage de la chromatine. En effet, des mutations dans les régulateurs de la chromatine ne sont généralement pas létales permettant des approches génétiques. De plus, les études chez les plantes peuvent être entreprises au niveau de l'organisme entier ou en culture cellulaire. Les études épigénétiques chez les plantes présentent donc des avantages certains pour élucider le rôle des régulateurs chromatiniens et ont des impacts significatifs sur les recherches menées sur d'autres organismes. Enfin, les plantes présentent une remarquable plasticité développementale suggérant l'existence de régulations chromatiniennes spécifiques aux végétaux et plus flexibles. Les complexes répresseurs médiés par les protéines Polycomb (PRC1 et PRC2) sont des complexes chromatiniens jouant un rôle clé dans la répression génique chez les eucaryotes. Le complexe PRC2 est conservé chez les plantes par rapport aux animaux et a des fonctions importantes dans le développement de la graine, la régulation de la floraison, la vernalisation ou la détermination des destinées cellulaires. L'existence d'un complexe PRC1 est restée longtemps matière à controverse, aucune protéine homologue aux protéines animales n'ayant pu être mise en évidence. De récentes études ont montré que, chez Arabidopsis, des complexes PRC1-like pourraient avoir des fonctions similaires à celles du complexe PRC1 animal. Un composant clé de ce complexe serait LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 (LHP1) qui reconnaît la marque épigénétique H3K27 triméthylée, tout comme la sous-unité Polycomb des PRC1 animaux, permettant ainsi l'établissement d'états chromatiniens répresseurs. Ces données posent plusieurs questions : Les complexes PRC1 ont-ils évolué différemment chez les plantes ? Ont-ils des spécificités chez ces organismes ? Ces propriétés sont-elles en relation avec la remarquable plasticité végétale ? Ce projet propose d'étudier les fonctions et la composition des complexes PRC1-like auxquels LHP1 participe afin de comprendre les spécificités de la répression génique médiée par les Polycomb chez les plantes. Cette étude se focalisera sur la caractérisation de partenaires protéiques de LHP1 nouvellement identifiés. Dans une première partie, nous étudierons des protéines se fixant à l'ARN (RBP, RNA-binding protein). Nous rechercherons les ARN interagissant avec ces RBP, étudierons leur localisation et les mécanismes d'interaction. Cela permettra d'apporter de nouveaux éléments sur l'implication des ARN dans les mécanismes de répression génique chez les végétaux. Dans une seconde partie, nous nous intéresserons à deux protéines comportant un domaine RING (LOC1, LOC2) dont l'une interagit directement avec LHP1. Les homologies de séquences de ces protéines suggèrent qu'elles jouent un rôle dans l'ubiquitylation des histones H2A. Nous testerons cette hypothèse et étudierons l'ubiquitylation chez Arabidopsis et le rôle de cette marque épigénétique dans la répression médiée par LHP1. Dans une troisième partie, nous caractériserons les interactions entre le code des histones et la répression génique médiée par PRC1-like au niveau de cibles génomiques des complexes LHP1/PRC1-like ayant différents mode de régulation. Nous comparerons ces profils épigénomiques aux propriétés d'accessibilité de la chromatine et aux profils de répartition des protéines LHP1, LOC et GCN5 (une acétyltransférase ayant une action antagoniste à la triméthylation du résidu H3K27). Cette étude a pour objectif de comprendre la dynamique d'établissement des états répresseurs en relation avec la régulation transcriptionnelle de ces loci. Ce programme de recherche est basé sur des approches complémentaires et diversifiées de génétique, génomique, épigénomique, biochimie, cytologie et bioinformatique. Il apportera une dimension nouvelle dans les connaissances des mécanismes de répression géni