L’acétyl-CoA cytosolique favorise l’acétylation des histones principalement sur H3K27 chez l’Arabidopsis

Citation

Chen C, Li C, Wang Y, Renaud J, Tian G, Kambhampati S, Saatian B, Nguyen V, Hannoufa A, Marsolais F, Yuan ZC, Yu K, Austin RS, Liu J, Kohalmi SE, Wu K6, Huang S, Cui Y (2017). "Cytosolic acetyl-CoA promotes histone acetylation predominantly at H3K27 in Arabidopsis". Nature Plants. 3(10):814-824. doi: 10.1038/s41477-017-0023-7. Epub 2017 Sep 25.

Résumé en langage clair

L’acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA) est une substance de base nécessaire à une voie protéique importante qui induit l’expression génique. L’effet des concentrations d’acétyl-CoA chez les végétaux est toutefois inconnu. Dans cette étude, nous montrons que le dysfonctionnement d’un catalysieur de l’acétyl-CoA, qui contribue à une réaction biochimique particulière chez les espèces du genre Arabidopsis, entraîne une augmentation des concentrations d’acétyl-CoA et provoque des changements dynamiques à l’échelle moléculaire et à l’échelle des protéines.

Résumé

L’acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA) est un métabolite central qui fournit la source d’acétyle pour l’acétylation des protéines, en particulier l’acétylation des histones qui induit l’expression génique. Cependant, l’effet des concentrations d’acétyl-CoA sur le degré d’acétylation des histones chez les végétaux demeure inconnu. Nous montrons que le dysfonctionnement de l’acétyl-CoA carboxylase1 (ACC1) cytosolique chez l’Arabidopsis entraîne des concentrations élevées d’acétyl-CoA et favorise l’hyperacétylation des histones principalement sur la lysine 27 de l’histone H3 (H3K27). L’augmentation de l’acétylation de H3K27 (H3K27ac) dépend de l’adénosine triphosphate (ATP)-citrate lyase qui transforme le citrate en acétyl-CoA dans le cytoplasme et nécessite une histone acétyltransférase GCN5. Une analyse complète du transcriptome et du métabolome combinée aux profils H3K27ac à l’échelle du génome des mutants acc1 montre les changements dynamiques touchant H3K27ac, les transcrits des gènes et les métabolites qui se produisent dans la cellule à la suite de l’augmentation des concentrations d’acétyl-CoA. Cette étude suggère que H3K27ac est un lien important entre la concentration d’acétyl-CoA cytosolique et l’expression génique en réponse à l’environnement métabolique dynamique chez les végétaux.