Projet ANR-08-BLAN-0018 – LTR-STRESS : Retroviral-type LTRs as intermediate of the stress response in plants / LTRs de type rétroviral comme intermédiaires de la réponse au stress chez les plantes
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE)
Partenaires : Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 360000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 48 mois
Résumé : En s'insérant dans des régions géniques, les Eléments Transposables (ETs) peuvent modifier l'expression et la fonction des gènes, en contribuant à leur séquence protéique ou en changeant leur régulation. Ces variations peuvent élargir les potentialités fonctionnelles des génomes-hôtes et avoir d'importantes conséquences pour la génération de diversité phénotypique. Les ETs eux-mêmes sont soumis à des régulations transcriptionnelles et épigénétiques en réponse à des facteurs developpementaux ou environnementaux. Les gènes adjacents peuvent donc se retrouver sous contrôle de ces réponses, conduisant à une reprogrammation de ces gènes faisant partie de la réponse de l'hôte à ces stimulus, d'où une définition récente des ETs comme "distributed genomic control modules". C'est tout particulièrement le cas des rétrotransposons à LTR, dont les Long Terminal Repeats (LTRs) représentent de petites capsules promotrices/régulatrices, fonctionnelles en des positions génomiques variables. Dans les dernières années, de nombreuses données issues de modèles animaux ou humains ont montré que les LTRs peuvent coordonner la régulation de nombreux gènes adjacents en réponse àdes signaux développementaux, via des co-transcrits chimères LTR/gène produits depuis la LTR et s'étendant dans les régions flanquantes. Les LTRs représenteraient donc des "capteurs" intermédiaires de stimulus, capables de les retransmettre aux fonctions cellulaires adjacentes. Ce nouveau champ de recherche est encore mal défriché chez les plantes, dont les génomes sont pourtant très riches en ETs, et particulièrement en rétrotransposons à LTR. Les objectifs de ce projet sont d'évaluer l'importance fonctionnelle et évolutive de la reprogrammation de l'expression de gènes de plantes médiée par les LTRs en réponse au stress. Il est basé sur la très récente observation bioinformatique d'une abondance de co-transcrits LTR/gène chez le tabac en conditions de stress, impliquant notamment la LTR du rétrotransposon de plante le mieux caractérisé, l'élément Tnt1 du tabac, activé par le stress et caractérisé antérieurement par l'un des partenaires. Ces données préliminaires forment un socle très solide indiquant que l'activation de Tnt1 par le stress, outre son implication dans l'amplification de l'élément, pourrait aussi être impliquée dans la modulation de l'expression de plusieurs gènes de tabac dans des conditions de stress. Dans ce projet, nous évaluerons l'impact des co-transcrits LTR/gene sur les modifications d'expression des gènes adjacents, et la corrélation de ces modifications avec les réponses au stress. Nous évaluerons l'importance quantitative des co-transcripts produits dans différentes conditions développementales ou de stress, leur impact moléculaire sur l'expression des gènes, et leur importance évolutive. Cette étude conuira à une image globale des modifications d'expression ou de fonction génique induites chez le tabac par l'activation transcriptionnelle de LTRs de rétrotransposons en réponse au stress. En outre, nous étendrons nos études en suivant les éventuelles modification de la production et éventuellement de l'impact des co-transcrits lorsque l'activation transcriptionnelle du retrotransposon est artificiellement affectée, d'une part en altérant les réponses de défense du tabac, et d'autre part en altérant les niveaux de transcription de Tnt1. A cet effet, nous utiliserons des lignées de tabacs transgéniques dans lesquelles les voies précoces de transduction de signal induites par des stress microbiens (comme les élicitines connues pour activer Tnt1) sont défectives, et des lignées de tabac transgéniques exprimant des transcrits Tnt1 antisens et double-brin, destinés à silencer l'expression de Tnt1 par RNAi. Ces analyses complémentaires confirmeront que les modifications d'expression de gènes adjacents médiées par les LTRs sont directement liées à l'activation transcriptionnelle du rétrotransposon et à la réponse au stress de l'hôte. Ce projet représente une