Déterminants en cis et en trans responsables du silençage épigénétique par le complexe répressif Polycomb 2 chez l’Arabidopsis thaliana
Citation
Xiao J, Jin R, Yu X, Shen M, Wagner JD, Pai A, Song C, Zhuang M, Klasfeld S,
He C, Santos AM, Helliwell C, Pruneda-Paz JL, Kay SA, Lin X, Cui S, Garcia MF,
Clarenz O, Goodrich J, Zhang X, Austin RS, Bonasio R, Wagner D. Cis and trans
determinants of epigenetic silencing by Polycomb repressive complex 2 in
Arabidopsis. Nat Genet. 2017 Oct;49(10):1546-1552. doi: 10.1038/ng.3937. Epub
2017 Aug 21. PubMed PMID: 28825728.
Résumé en langage clair
Il est établi que la machinerie moléculaire connue sous le nom de complexe répressif Polycomb 2 (PRC2) est responsable du silençage de l’expression de différents gènes; ce complexe modifie le génome pour réprimer l’expression de gènes. Les auteurs démontrent pour la première fois que le recrutement de PRC2 aux régions qui sont silencées est effectué par l’action de profils dans la séquence d’ADN autour des gènes qui sont désactivés. Les auteurs identifient des régions dans tout le génome dont l’expression est réprimée par PRC2, utilisent des prédictions algorithmiques pour identifier des profils d’ADN distincts dans ces régions, puis montrent que les séquences identifiées sont suffisantes pour assurer le silençage par PRC2 en insérant les profils identifiés dans le génome et en montrant qu’ils recrutent PRC2 et répriment l’expression du gène marqueur synthétique introduit. Cette découverte ouvre de nouvelles pistes de recherche et la possibilité de manipuler l’expression des gènes chez les végétaux par des modifications subtiles de l’ADN entourant les gènes dans le but de modifier l’expression génique sans introduire de matériel génétique provenant d’autres espèces ou effectuer de changements génomiques importants.
Résumé
La perturbation du silençage des gènes par les complexes de protéines Polycomb entraîne des transformations homéotiques et une altération de l’identité des cellules au stade de développement chez les végétaux. Nous définissons de courts fragments génomiques connus sous le nom de PRE (pour Polycomb response elements), qui dirigent le placement du complexe répressif Polycomb 2 (PRC2) au niveau de gènes de développement régulés par silençage chez l’Arabidopsis thaliana. Nous identifions les familles de facteurs de transcription qui se lient à ces PRE, se colocalisent avec PRC2 sur la chromatine, interagissent physiquement avec PRC2, recrutent PRC2 et sont nécessaires au silençage génique in vivo régulé par PRC2. Deux des motifs de séquence cis enrichis dans les PRE sont des sites de liaison apparentés pour les facteurs de transcription identifiés et sont nécessaires et suffisants pour l’activité des PRE. Ainsi, le recrutement de PRC2 chez l’Arabidopsis thaliana repose en grande partie sur la liaison de facteurs transactivateurs à des motifs de séquence d’ADN localisés en cis.