La surveillance du génome chez les plantes: un nouveau motif dans Pol IV
Publié par Isabelle le 11/08/2019 à 08:00
Source: CNRS INSB
En plus des trois ARN polymérases présentes chez tous les eucaryotes, les plantes terrestres possèdent une quatrième polymérase (Pol IV) requise pour la surveillance du génome. Pol IV protège le génome en limitant les mutations délétères causées par les éléments transposables (TE) mais elle peut aussi contrôler les interactions plantes-pathogènes ou le développement des graines et l'induction florale. Des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) génétiques, moléculaires et épigénomiques ont permis de découvrir un motif unique à Pol IV et nécessaire à cette "surveillance du génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le...)". Ces travaux ont été publiés dans la revue Nucleic Acids Research.


Figure: Motif conservé de Pol IV et son rôle dans la surveillance du génome. Haut: Un motif amino-terminal spécifique à la plus grande sous-unité de l'ARN polymérase IV (Pol IV) est universellement conservé dans les plantes à graines (comme Pinus canariensis, Brachypodium distachyon, Arabidopsis thaliana) Bas: Pol IV réprime les éléments transposables par méthylation de l'ADN dirigé par l'ARN. La mutation du motif spécifique à Pol IV diminue la méthylation de l'ADN et favorise la prolifération des éléments transposables.
© Todd Blevins

Les génomes nucléaires sont transcrits en ARN ribosomiques, messagers ou de transfert par trois ARN polymérases multi-protéiques. Chez les plantes terrestres, une quatrième enzyme (Une enzyme est une molécule (protéine ou ARN dans le cas des ribozymes) permettant d'abaisser l'énergie d'activation d'une réaction et d'accélérer jusqu'à des millions de fois les...), Pol IV et une machinerie biochimique dédiée constituent la voie de méthylation de l'ADN dépendant des ARN qui réprime les éléments transposables (TE). Les sous-unités de Pol IV sont homologues à celles de l'ARN polymérase II (Pol II) mais elles ont divergé pour contrôler les TE. Contrairement à Pol II, qui synthétise les ARN messagers permettant l'expression protéique, Pol IV produit des ARN non-codants d'environ 30 nt dispersés dans les régions riches en TE. Chaque ARN synthétisé par Pol IV est utilisé comme matrice par l'ARN polymérase ARN-dépendante 2 (RDR2) pour synthétiser un double brin d'ARN qui est ensuite clivé produisant ainsi les petits ARN interférents (siARN) de 24 nt. Ces siARN servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) alors de guide pour reconnaître les sites à méthyler dans le but de les réprimer.

Dans cette étude, les chercheurs ont analysé des mutants faibles du domaine N-terminal de NRPD1, la plus grande sous-unité de Pol IV, chez Arabidopsis thaliana. En examinant l'abondance des petits ARN et le niveau de méthylation, ils ont pu montrer qu'une mutation précise révèle un motif conservé uniquement dans NRPD1 au cours de l'évolution des plantes à graines en position amino-terminale de la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons...). Quand ce motif est rompu, l'élément transposable dit ONSEN est quatre fois plus réactivé à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !), ce qui entraine sa prolifération. Ce motif est donc nécessaire à la surveillance des génomes. La caractérisation de ce motif permettra de mieux comprendre la divergence évolutive entre les enzymes Pol II et Pol IV. Savoir comment la polymérase IV des plantes est régulée et comment ce complexe enzymatique est recruté aux TE, peut, plus généralement, éclairer le rôle des ARN non-codants dans la surveillance des génomes eucaryotes.

Pour en savoir plus:
The NRPD1 N-terminus contains a Pol IV-specific motif that is critical for genome surveillance in Arabidopsis.
Ferrafiat L, Pflieger D, Singh J, Thieme M, Böhrer M, Himber C, Gerbaud A, Bucher E, Pikaard CS, Blevins T.
Nucleic Acids Res. 2019 Aug 2. pii: gkz618. doi: 10.1093/nar/gkz618. [Epub ahead of print]

Contact chercheur:
- Todd Blevins - Chercheur CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des...) moléculaire des plantes - IBMP (CNRS/Université de Strasbourg)
Page générée en 0.179 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique