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La machinerie discrète de la modulation génique dans la reproduction sexuée

La reproduction sexuée représente la coordination complexe entre les tissus de deux gamètes, le zygote normalement doté de sa réserve de nourriture qui en résulte. L'un des facteurs clés de ce phénomène réside dans la capacité d'une cellule du zygote à donner naissance à tous les tissus de l'embryon en développement.
La machinerie discrète de la modulation génique dans la reproduction sexuée
Le projet SRSR (Deciphering small RNA mechanisms during sexual reproduction in Arabidopsis), financé par l'UE, a étudié un metteur en scène potentiel du processus de reproduction sexuée: les mécanismes de silençage de l'ARN. Système utilisé de longue date par les plantes, les animaux et les champignons, le silençage ARN représente un moyen efficace de moduler l'expression génique.

Les dernières recherches ont établi un lien précis dans la plante modèle Arabidopsis entre le silençage des petits ARN (sARN) et la chromatine par le biais d'une méthylation ADN ciblée par l’ARN (RdDM). Mais l'on ne sait encore que peu de choses sur le rôle des sARN dans le processus de reproduction.

Pour suivre les étapes du système de silençage, les chercheurs ont créé des Arabidopsis transgéniques dotées de signaux de transcription fluorescents pour les dix protéines argonautes (AGO) et quatre enzymes éminceuses. Les analyses ont montré que la plupart des AGO sont exprimées essentiellement dans l'œuf et l'embryon, mais pas dans la réserve de nourriture de l'endosperme.

Les mouvements des sARN ont été suivis grâce à la fluorescence. Les résultats montrent que le mouvement des sARN est si faible qu'il n'atteint pas les organes reproducteurs en quantité suffisante pour réduire au silence les protéines tissulaires.

Dans le cadre du projet SRSR, l'équipe a découvert une nouvelle AGO. Exprimée précisément à l'extrémité du phloème des fleurs, des étamines, des ovules et des graines, AGO3 fait l'objet d'un article publié dans Nature plants. Les résultats ont montré qu'AGO3 jouait probablement un rôle dans le silençage des gènes suite à la transcription et non pendant la transcription. D'autres analyses ont fait état d'un lien avec une traduction active pour l'élongation. Globalement, les recherches montrent qu'AGO3 régule l'expression génique grâce à une nouvelle séquence de silençage de l'ARN.

Les travaux du projet SRSR pourraient avoir un impact considérable sur l'agriculture étant donné que la vigueur des hybrides et la compatibilité des espèces constituent deux éléments déterminants pour la culture des plantes. Dans le cadre des recherches sur l'Arabidopsis, une plateforme majeure sur la biologie cellulaire et la reproduction a été mise en place à l'aide d'outils tels que l'imagerie et la fluorescence des protéines.

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Mots-clés

Reproduction sexuée, Arabidopsis, silençage de l'ARN, AGO, culture des plantes