Occupation du génome par les H3K27 méthyltransférases CURLY LEAF et SWINGER dans des semis d’Arabidopsis
Citation
Shu, J., Chen, C., Thapa, R.K., Bian, S., Nguyen, V., Yu, K., Yuan, Z.C., Liu, J., Kohalmi, S.E., Li, C., Cui, Y. (2019). Genome-wide occupancy of histone H3K27 methyltransferases CURLY LEAF and SWINGER in Arabidopsis seedlings. Plant Direct, [online] 3(1), http://dx.doi.org/10.1002/pld3.100
Résumé en langage clair
Les protéines du groupe Polycomb (PcG) sont des régulateurs épigénétiqus essentiels chez les eucaryotes. Chez l’Arabidopsis, LEAF (CLF) et SWINGER (SWN) sont d’importantes protéines PcG qui jouent des rôles essentiels dans de nombreux processus de croissance et le développement de la plante. Par exemple, la CLF est nécessaire au contrôle de la morphologie des feuilles et des fleurs et au maintien de l’activité du méristème des racines. Les mutants clf présentent des atteintes phénotypiques, notamment le nanisme, l’enroulement des feuilles et la floraison hâtive. Les mutants swn présentent de légers changements durant la transition à la phase végétative. Par contre les doubles mutants clf swn perdent la capacité de se différencier et de former des structures massives ressemblant à des embryons somatiques.
Malgré l’importance des protéines CLF et SWN, leurs profils de liaison pangénomiques n’ont jusqu’ici pas été déterminés et comparés. Dans cette étude, nous avons produit des lignées transgéniques de semis d’Arabidopsis exprimant les protéines CLF et SWN marquées pour déterminer les profils de répartition de ces protéines dans le génome des semis. Nous avons également déterminé les changements dans les transcriptomes des semis mutants clf, swn et clf swn. Nos données génomiques faciliteraient considérablement l’élucidation en détail des rôles des protéines PcG végétales dans divers processus de croissance et de développement. Notre étude constitue ainsi une ressource utile qui permet aux chercheurs en épigénétique des végétaux d’élucider les fonctions du PRC2 dans la croissance et le développement des plantes.
Résumé
© Les auteurs, 2019. Revue Plant Direct publiée par shed by l’American Society of Plant Biologists, la Society for Experimental Biology et John Wiley & Sons Ltd. Les protéines PcG (Polycomb Group) forment deux complexes protéiques, soit le complexe répressif de PcG 1 (PRC1) et le PRC2, qui sont d’importants régulateurs épigénétiques chez les eucaryotes. Le PRC2 réprime l’expression génique en catalysant la triméthylation de la lysine 27 de l’histone H3 (H3K27me3). Chez l’Arabidopsis thaliana, les protéines CURLY LEAF (CLF) et SWINGER (SWN) sont d’importantes H3K27 méthyltransférases et des composantes essentielles du PRC2 et elles jouent des rôles essentiels dans la croissance et le développement des végétaux. Malgré l’importance des protéines CLF et SWN, leurs profils de liaison pangénomiques n’ont jusqu’ici pas été déterminés et comparés. Dans cette étude, nous avons produit des lignées transgéniques de semis d’Arabidopsis exprimant ces deux protéines marquées à la protéine verte fluorescente sous leurs promoteurs endogènes respectifs et avons utilisé les semis pour effectuer des analyses ChIP seq afin de déterminer les profils de répartition de la CLF et de la SWN dans le génome des semis. Nous avons également déterminé et comparé les niveaux de H3K27me3 dans les semis de type sauvage (WT) et les semis mutants PcG (clf, swn et clf swn). Nos données montrent que la CLF et la SWN se lient à presque tous les mêmes gènes, sauf que la SWN a quelques centaines de cibles de plus. Nous avons observé que les régions de liaison de la CLF et de la SWN étaient enrichies en deux courtes séquences d’ADN, soit les motifs de type GAGA et de type boîte télo. Les niveaux de H3K27me3 dans les semis clf, mais pas dans les semis swn, étaient beaucoup plus faibles que dans les semis WT; la marque était indétectable chez les doubles mutants clf swn. En outre, nous avons établi les profils des transcriptomes des semis clf, swn et clf swn et les avons comparé avec ceux des semis WT. Notre étude constitue ainsi une ressource utile qui permet aux chercheurs en épigénétique des végétaux d’élucider les fonctions du PRC2 dans la croissance et le développement des plantes.