Reprogramming cells to study vacuolar development

Durant les périodes de transition du développement de l’embryon et du développement végétatif de la plante, les cellules végétales subissent une réorganisation massive les préparant aux activités des stades de développement subséquents. L’étude des changements qui se produisent à l’échelle cellulaire et infracellulaire durant ces courtes périodes de transition peut présenter des difficultés, surtout lorsqu’on utilise des tissus d’embryons et de graines d’Arabidopsis thaliana. Or, on peut employer une méthode complémentaire, la reprogrammation cellulaire, pour étudier ces changements cellulaires dans un type de tissu plus facilement accessible. Pour reprogrammer les cellules, on peut recourir à la manipulation génétique de certains facteurs régulateurs qui jouent un rôle essentiel dans l’établissement ou la répression du programme de développement des graines. Durant les divers stades du développement, les vacuoles assument différentes fonctions et présentent différentes morphologies en fonction des besoins changeants de la cellule. Les vacuoles lytiques et les vacuoles de stockage des protéines sont les deux principaux types de vacuoles présents chez les plantes à fleurs telles que l’A. thaliana. Bien que ces deux types de vacuoles soient distincts sur le plan morphologique et assument des fonctions différentes, ils sont le siège d’activités similaires. Comme les deux types de vacuoles ne se côtoient que brièvement dans les cellules végétales, on se demande depuis longtemps comment ils se remplacent l’un l’autre. Pour étudier la transition des vacuoles lytiques aux vacuoles de stockage, nous avons fait en sorte que le gène LEAFY COTYLEDON2, régulateur transcriptionnel clé du développement des graines, soit surexprimé dans des cellules végétales, pour activer le programme de développement des graines. Au niveau cellulaire, nous avons observé que des vacuoles lytiques des feuilles de l’A. thaliana s’étaient converties en organites semblables à des vacuoles de stockage des protéines. D’autres recherches pourraient être menées sur le mécanisme de transition des vacuoles lytiques aux vacuoles de stockage. De façon générale, nos résultats montrent l’utilité de la reprogrammation cellulaire pour l’étude des processus cellulaires qui sont en en jeu durant les périodes de transition.