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Arnaud Stigliani

Modélisation de la liaison à l'ADN et des mécanismes d'action de facteurs de transcription floraux

Publié le 2 octobre 2019

Thèse soutenue le 02 octobre 2019 pour obtenir le grade de docteur de la Communauté Université Grenoble Alpes - Spécialité : Biologie Végétale

Résumé :
Chez les angiospermes, la floraison est un processus qui prend part en plusieurs étapes. Le méristème caulinaire, un réservoir de cellule souche d’où émergent la totalité des organes aériens de la plante, va d’abord se différencier en méristème d’inflorescence. Des méristèmes floraux vont alors émerger des flancs du méristème d’inflorescence pour donner naissance aux différents organes qui composent la fleur : les pétales, les sépales, les étamines et le carpelle. Chacune de ces phases est régulée avec finesse par des facteurs de transcription, une famille de protéines se liant à l’ADN pour induire l’activation ou la répression des gènes. Si cette thèse nous a permis de contribuer à la mise à jour de JASPAR, une base de données qui recense des profils liaison de facteurs de transcription, elle a avant tout pour but d’apporter un regard nouveau sur la compréhension des phénomènes qui contrôlent le développement des fleurs à travers l’étude d’une poignée de facteurs de transcription clé dans ce processus. Nous essayerons au mieux d’expliquer les paramètres qui influent sur la liaison de ces facteurs de transcription en utilisant des modèles bioinformatiques associés à des expériences de génomique.
Nous nous pencherons d’abord sur les facteurs de réponse à l’auxine à travers l’étude de deux représentants de cette famille de 23 protéines : ARF2 et ARF5. Si les facteurs de transcription de cette famille sont connus pour se lier en dimères, nous avons montré que ARF2 et ARF5 préféraient des espacements différents entre les sites de liaison monomériques sur l’ADN. Nous avons également montré que certaines configurations semblent favoriser l’activation des gènes liés. Ensuite, nous avons étudié LFY, un facteur de transcription maître du développement floral. Nous avons amélioré un modèle de liaison existant et nous avons pu voir que l’intégration de données génomiques de natures diverse permettait de mieux comprendre la liaison du facteur de transcription in vivo.
Enfin, nous avons analysé les préférences des facteurs de transcription à boîte MADS, connus pour lier les mêmes séquences d’ADN et dont le rôle est de déterminer l’identité des organes floraux. À travers l’étude du complexe SEP3/AG, qui contrôle la formation du carpelle, nous avons montré que le domaine de tétramérisation de ces facteurs confère une spécificité de liaison expliquant potentiellement que des groupes de facteurs de transcription à boîte MADS régulent la formation d’organes floraux différents en activant des gènes distincts.

Jury :
Rapporteur : Thierry Lagrange
Rapporteur : François Roudier
Examinatrice : Sophie Coursol
Examinatrice : Adeline Leclercq-Samson
Examinatrice : Magali Richard
Directeur de thèse : François Parcy

Mots clés :
Facteur de transcription, Régulation des gènes, développement de la fleur, Bio-informatique