Le développement des organismes multicellulaires repose sur un équilibre subtil entre l'activation et la répression des gènes, contrôlé par des
marques épigénétiques* portées par la chromatine. Chez les plantes, cette régulation est essentielle pour coordonner des étapes clés du développement, comme la floraison.
Pour la première fois, un consortium de chercheurs du
CEA-Irig (LPCV &
IBS) en collaboration avec l'iGReD et l'Institut Curie, a démontré que la protéine ULTRAPETALA1 (ULT1) exerce une double fonction de régulateur génique. Connue pour activer l'expression de certains gènes (fonction trxG), ULT1 peut aussi fonctionner en répresseur, par interaction directe avec des enzymes du complexe
PRC2* (fonction PcG), opérant ainsi comme un interrupteur sur les gènes développementaux. Cette découverte fait d'ULT1 le
premier facteur bivalent identifié chez les plantes, capable d'agir directement comme cofacteur du complexe PRC2. Elle identifie un acteur clé qui détermine l'issue du « tir à la corde » opéré par les fonctions trxG et PcG, permettant de déclencher la reproduction en induisant la floraison et la morphogenèse florale au moment le plus favorable.
© CEA-Irig/LPCV/ChromDev/C. Carles
Figure: L’interrupteur chromatinien ULTRAPETALA1 régule finement les transitions développementales clés pour la reproduction (« virage » floral), en agissant sur les complexes protéiques Polycomb (PcG PRC2) et trithorax (trxG).
La découverte de ce nouveau mécanisme apporte un éclairage inédit sur la façon dont les plantes ajustent leur floraison et pourrait, à terme, favoriser le développement d'approches biotechnologiques visant à renforcer la résilience des cultures face aux changements environnementaux.
morphogénèse* : ensemble de processus qui conduisent à la formation et à l'organisation des différents organes de la fleur.
marques épigénétiques* : groupement chimique fixé à l'ADN ou aux protéines histones qui y sont associées. Cette marque peut influencer l'accessibilité aux gènes et moduler leur transcription.
PRC2* : Polycomb Repressive Complex 2, complexe protéique qui joue le rôle d'interrupteur moléculaire en réprimant l'expression de certains gènes en modifiant la structure de la chromatine (complexe d'ADN enroulé autour d'histones ; son degré de compaction régule l'accès aux gènes).
UMR : CEA, CNRS, INRAE, Université Grenoble Alpes (IRIG-LPCV ;
IBS).
Financements : ANR (projets ChromFlow ANR-10-JCJC-1206 et ChromSwitch ANR-22-CE20-0038), Chaires d'excellence CNRS-UJF puis Initiative UGA, Ambassade de France en Allemagne, Marie Curie IEF (FP7/2007–2013), Programme Impulsion et Allocation Doctorale de Recherche CEA-DRF, Labex, Idex et Ecole de recherche CBS-EUR UGA (ANR-10-LABX-49-01, ANR-17-EURE-0003).
Collaborations : Institut Curie (Paris), Universités de Montpellier, Clermont Auvergne, Regensburg (Allemagne).