Service Communautaire d'Information sur la Recherche et le Développement - CORDIS

Élucider la régulation des gènes sur un modèle végétal

L'expression des gènes est bloquée par des modifications chimiques mineures de l'ADN et des protéines associées, qui peuvent être héritées. Des scientifiques ont partiellement élucidé ce système sur un modèle végétal.
Élucider la régulation des gènes sur un modèle végétal
Chez les plantes comme chez les animaux, la chromatine est le nom donné à l'ADN replié avec diverses protéines, histones ou autres. Certaines parties de la chromatine (l'hétérochromatine) contiennent des gènes dont l'expression est principalement inhibée par l'addition de groupements méthyle aux histones (processus de méthylation). L'association de l'hétérochromatine et de la méthylation de l'ADN est possible, par la méthylation des histones voisines. De fait, la méthylation de l'ADN peut se transmettre d'une génération à l'autre, conduisant à des modifications transmissibles de l'expression des gènes sans modification de la séquence d'ADN elle-même (hérédité épigénétique).

Arabidopsis thaliana est une plante qui partage avec les mammifères un groupe de protéines récemment découvert, dont un domaine de liaison avec l'ADN méthylé pourrait avoir un rôle dans la méthylation de l'ADN. A. thaliana pourrait donc servir de modèle pour la méthylation de l'ADN chez les mammifères. Le projet SRA AND EPIGENETICS, financé par l'UE, a été conduit à modifier son intention d'étudier ce système lorsqu'une autre équipe de recherche a publié ses propres résultats. Le projet s'est alors intéressé à étudier la formation d'hétérochromatine et ses relations avec le phénotype de réplication des mutants atxr5/6.

La persévérance et la créativité des chercheurs ont permis d'analyse en profondeur les contrôles de la réplication de l'ADN (qui inhibe également la réplication ou la re-réplication de l'ADN plus d'une fois lors d'un cycle cellulaire). Certaines plantes, présentant des mutations de certaines méthyltransférases d'histone (des enzymes catalysant le transfert de groupements méthyle vers les histones), ont montré une re-réplication localisée de l'hétérochromatine.

Chez les plantes et les animaux, l'hétérochromatine est généralement caractérisée par la méthylation de l'ADN et des histones de type H3K9. Chez A. thaliana, les sites de méthylation sont colocalisés et se stabilisent mutuellement. Les travaux ont révélé que cette plante peut s'adapter à des signaux extracellulaires en régulant l'expression des gènes et le dépôt d'histones, indépendamment de la méthylation de l'ADN. Les résultats ont conduit à un dépôt de brevet. D'autres études des relations entre la diméthylation de l'histone H3K9 (H3K9me2) et la méthylation de l'ADN ont révélé une interaction distincte et originale entre les deux.

Le projet SRA AND EPIGENETICS a obtenu des résultats révolutionnaires dans le domaine de l'épigénétique, qui ont été diffusés par d'importantes publications dans des revues scientifiques de renommée internationale. Le fait de mieux comprendre les mécanismes complexes de l'expression des gènes pourrait être important pour caractériser des maladies et mettre au point de nouvelles thérapies.

Informations connexes