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Comment une feuille en développement organise ses tissus

Le développement des feuilles veille à ce que les cellules pour la photosynthèse soient sur la partie supérieure et que les tissus pour les échanges gazeux se trouvent en-dessous. Des chercheurs européens ont étudié comment cela se passe au niveau moléculaire.
Comment une feuille en développement organise ses tissus
Des recherches récentes ont montré que les gradients de petits ARN mobiles contribuent à la structuration du développement. Les parties supérieure (adaxiale) et inférieure (abaxiale) de la feuille sont des domaines fortement divisés dans la feuille, ce qui entraîne une frontière adaxiale-abaxiale stable. Ce modèle d'expression polaire est contrôlé par deux petits ARN et l'expression définie dans chaque domaine suggère que les petits ARN peuvent réguler l'expression génique via une lecture dépendante de la dose du petit gradient d'ARN.

Le projet SRNAGRAD (Robust developmental patterns generated by opposing gradients of mobile small RNAs) a étudié l'importance de ces petits gradients d'ARN. Plus précisément, les chercheurs ont étudié comment les petits gradients d'ARN sont formés et comment ils créent des schémas d'expression génique cible.

En utilisant des lignées transgéniques exprimant un microARN (miARN) artificiel visant le facteur de transcription ARF3 abaxial spécifique (miRARF), l'équipe du projet a déterminé comment la position et l'orientation du gradient affectait le domaine, le niveau et la limite de l'expression génique cible. Ils ont également directement visualisé les effets sur le développement en utilisant le système rapporteur β-glucuronidase (GUS).

Les résultats ont montré que des gradients de miARN mobiles créent des limites d'expression génique cible on-off à différentes positions dans la feuille. Ils suggèrent en outre que les niveaux de petit ARN affectent la position de la limite de l'expression, conformément à la théorie de lecture dépendante de la dose.

Dans les lignes où le gradient est perturbé, le promoteur (AS2) spécifique à l'épiderme adaxial a montré un manque de solidité d'expression et des paramètres de feuilles très variables par rapport au type sauvage. De même, la définition de la limite adaxiale-abaxiale était moins rectiligne et pas définie nettement. De nouveau, cela a montré que des gradients d'ARN correctement formés sont essentiels pour un développement correct.

Des tests supplémentaires impliquant des petits ARN artificiels ciblant une protéine fluorescente verte (GFP), miRGFP, par rapport au petit ARN endogène. Des études ont montré qu'un gradient a été formé et que des limites d'expression ciblée marche-arrêt ont été créées indépendamment de l'orientation du gradient. En outre, des niveaux accrus de miR-GFP ont déplacé l'expression GFP vers le côté abaxial soutenant l'hypothèse que le contrôle de l'expression dépend de la dose.

Les résultats de la recherche de SRNAGRAD pourraient avoir une importance répandue dans le domaine de recherche de développement de la plante. La connaissance du mécanisme moléculaire est la première étape dans les programmes d'élevage pour une production plus efficace des cultures agricoles.

Informations connexes

Mots-clés

Développement des feuilles, limite adaxiale-abaxiale, expression génique, petit gradient d'ARN, SRNAGRAD
Numéro d'enregistrement: 198606 / Dernière mise à jour le: 2017-05-26