Etude des voies de silencing transciptionnel indépendantes de la méthylation ADN chez Arabidopsis thaliana

Le silencing transcriptionnel limite la transcription des genes et des elements transposables dont l’expression pourrait etre deletere a la cellule. Il depend d’une diversite de modifications de la chromatine comme la methylation ADN ou les marques repressives des histones. De facon a mieux comprendre les mecanismes moleculaires a l’origine du silencing transcriptionnel, nous avons mene une approche de genetique directe a l’aide d’un transgene soumis au silencing dans la plante modele Arabidopsis thaliana. Cette strategie nous a permis d'isoler a la fois des mutants deficients pour le maintien du silencing transcriptionnel et des mutations qui empechent la reactivation transcriptionnelle des elements transposables en reponse a un stress thermique. Nous avons caracterise les defauts provoques par ces mutations en combinant des approches de biologie moleculaire, de cytologie et de genomique.Nous montrons ainsi que MED14, la sous-unite centrale du complexe Mediator, et UVH6, composant du complexe TFIIH, sont requis pour la transcription de l'heterochromatine en stress thermique. MED14 stimule aussi la transcription de l'heterochromatine en l'absence de stress, mais ne semble fonctionner qu'en presence de la methylation ADN. En plus de cette fonction originale, nous identifions un nouveau role de MED14 dans le maintien de la methylation ADN, possiblement via la voie de methylation ADN dirigee par les petits ARN.Par ailleurs, nos resultats nous ont permis d’identifier le role des proteines MAIN et MAIL1, qui definissent une voie de silencing transcriptionnelle independante des voies connues jusqu'alors. De facon interessante, MAIN et MAIL1 possedent un domaine proteique partage avec les elements transposables, qui aurait successivement ete capture par les elements transposables et leur hote au cours de l’histoire evolutive des plantes a fleurs.Enfin, en isolant une nouvelle mutation du gene POL2A, nous confirmons le role de l’ADN polymerase epsilon dans le silencing transcriptionnel et caracterisons les proprietes chromatiniennes qui dependent de POL2A. Nous montrons que les defauts de silencing des mutants pol2a correlent avec une desorganisation importante de l’heterochromatine sans diminution drastique des marques qui y sont associees. Au contraire, nous detectons une hypermethylation ADN prononcee dans le mutant, et explorons differentes hypotheses pour expliquer ce phenotype particulier. Nos donnees suggerent que plusieurs mecanismes moleculaires sont a l’origine des defauts des mutants pol2a. Elles confirment le role preponderant de la chromomethylase CMT3 dans la regulation de la methylation ADN, et suggerent qu’un stress replicatif pourrait causer une hypermethylation de l’ADN.Dans l’ensemble, ces travaux de these proposent des pistes de travail dont l’exploration pourrait permettre d’expliquer les effets des deficiences replicatives dans le maintien du silencing transcriptionnel et de l’homeostasie de la methylation ADN. Ils suggerent en outre que MED14 a une fonction dediee a la transcription de l’heterochromatine qui pourrait stimuler le maintien de la methylation ADN.