Régulation par micro-ARN de la réponse au stress thermique chez le blé

Avec la hausse des températures mondiales, il est plus important que jamais de comprendre l'adaptation des plantes au stress thermique. Au cours des prochaines décennies, les superficies de terres destinées à la culture a seront de plus en plus déterminées par leur adaptation géographique aux conditions environnementales en évolution rapide. L'épigénétique désigne l'étude des changements causés par la modification de l'expression génique qui n'impliquent pas de changements dans la séquence d'ADN elle-même. Les connaissances croissantes dans ce domaine, combinées à la mise au point rapide de méthodes de séquençage de nouvelle génération, ont conduit à de nombreuses découvertes reliant les mécanismes épigénétiques à l'adaptation au stress. Dans cette étude, nous avons exposé des plantes de blé à un stress thermique de 5 jours juste avant le début de la floraison, une période critique du développement, et nous les avons comparées à des plantes non stressées. Pour ce faire, nous avons prélevé des tissus foliaires et avons extrait l'ARN total de plantes non soumises au stress thermique et de plantes soumises au stress thermique immédiatement après la période de stress, un jour après, puis quatre jours plus tard. Nous avons étudié trois types d’ARN : les micro-ARN (miARN), l’ARN dégradé et l’ARN messager (l’ARNm codant des gènes). Les miARN sont de petites molécules d'ARN qui peuvent réguler l'expression des gènes, car en conjonction avec certaines enzymes, ils vont couper leurs cibles géniques. Les séquences d'ARN dégradé permettent d’identifier les gènes qui ont été coupés par suite de la liaison entre les molécules de miARN et d'ARNm. Nous avons procédé au séquençage en profondeur de ces banques d'ARN et avons obtenu des centaines de millions de séquences, que nous avons traitées et analysées. Grâce aux analyses approfondies de ces trois séries de données, nous avons pu identifier des miARN spécifiques qui sont régulés à la hausse ou à la baisse en cas de stress thermique. Nous avons également pu déterminer le ou les gènes cibles spécifiques dont l'expression a été modulée en raison du stress thermique et pendant la période de récupération. Ce phénomène est appelé régulation post-transcriptionnelle guidée par les miARN. Les miARN et leurs cibles identifiés dans cette étude pourraient être mis à profit pour élaborer de nouvelles stratégies de sélection du blé afin d'améliorer sa tolérance au stress thermique.