Petits ARN et contrôle du cycle cellulaire chez les plantes
Publié par Adrien le 06/08/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
Le contrôle des étapes du cycle cellulaire nécessite l'accumulation dynamique d'ARN et de protéines spécifiques. Chez les mammifères une classe de petits ARN, les microARN (miARN), participe à ce contrôle et certains sont impliqués dans des maladies prolifératives comme le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est menacée....). Le rôle des miARN dans le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) de la prolifération cellulaire au sein des méristèmes reste encore peu compris chez les plantes. Chez la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne)...) modèle Arabidopsis thaliana, la déplétion (Le terme déplétion peut faire référence à :) d'AGO1, l'effecteur majeur des miARN, inhibe la division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la fonction...) cellulaire. Une analyse globale des miRNAs et de leurs produits de clivage (Le clivage est l'aptitude de certains minéraux à se fracturer selon des surfaces planes dans des directions privilégiées lorsqu'ils sont soumis à un effort mécanique (un choc ou une pression continue). L'existence et...) a permis de comprendre l'impact de cette voie de régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) dans l'expression des 13000 gènes exprimés de manière différentielle au cours du cycle cellulaire chez les végétaux. Ces travaux ont été publiés dans la revue The Plant Cell.


Figure: L'analyse de banques de petits ARNs réalisé à partir d'échantillons de culture cellulaires de tabac synchronisées a permis d'établir le répertoire des petits ARNs différentiellement accumulés au cours des différentes phases du cycle cellulaire. Les micro ARNs ainsi identifiés sont représentés sur le schéma ci-dessus, ainsi que leurs cibles, determinées par la technique de séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les nucléotides d'un acide nucléique comme l'ADN, les...) PARE (Parallel Analyses of RNA Ends). © Adrien Trolet

La prolifération et la croissance cellulaire sont à la base du développement et de la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et...) de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) organisme eucaryote. Le contrôle étroit de chaque étape du cycle cellulaire est nécessaire pour éviter une prolifération anormale des cellules. Chez les mammifères, notamment chez l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement...), une classe de petits ARN, les microARN (miARN) contrôlent l'expression de nombreux gènes du cycle cellulaire et des miRNAs ont été impliqués dans un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de maladies, y compris les maladies prolifératives telles que le cancer.

Les miARN sont incorporés dans un complexe protéique appelé RISC qui permet de contrôler la stabilité et la traduction des ARN messagers (ARNm). Un composant central du complexe RISC est la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...) ARGONAUTE (AGO) qui lie le miARN mature et l'oriente de sorte à interagir avec les ARNm cibles. Dans cette étude, les chercheurs se sont intéressés à la régulation et la fonction de la protéine AGO1, l'effecteur majeur des miARN chez Arabidopsis thaliana. Ils ont tout d'abord montré que la déplétion d'AGO1 altère la division cellulaire dans les méristèmes sans toutefois bloquer les cellules à une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) particulière du cycle cellulaire. Puis ils ont utilisé des cellules de tabac hautement synchronisables pour analyser le répertoire des petits ARN totaux et ceux associés à AGO1 au cours des différentes phases du cycle cellulaire.

Cette analyse a révélé que chez les plantes, seuls quelques miARN présentent une expression différentielle au cours du cycle cellulaire et ne ciblent qu'une faible proportion des 13000 gènes exprimés de façon différentielle au cours du cycle cellulaire. Toutefois ces miARN pourraient jouer un rôle important au cours du cycle cellulaire en atténuant l'expression de plusieurs facteurs de transcription et de gènes de résistance. Les chercheurs ont également démontré que la protéine AGO1 se lie à un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise...) de petits ARN dérivés d'ARN de transfert (les tRF) qui ont la capacité de cibler des éléments transposables.

Pour en savoir plus

Cell Cycle-dependent Regulation and Function of ARGONAUTE1 in Plants.
Trolet A, Baldrich P, Criqui MC, Dubois M, Clavel M, Meyers BC, Genschik P.
Plant Cell. 2019 Jun 12. pii: tpc.00069.2019. doi: 10.1105/tpc.19.00069. [Epub ahead of print]
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