Etude de la recombinaison méiotique chez arabidopsis thaliana

Study of crucial steps of meiotic recombination in arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Julien Vignard
• Direction : Christine Mézard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Crossing-over

Arabidopsis thaliana

Méiose

Mots clés libres

Recombinaison homologue

Invasion de brin

Mnd1

Résumé

La méiose est une division cellulaire au cours de laquelle a lieu la séparation des chromosomes homologues qui nécessite une phase de reconnaissance et la mise en place d’interactions physiques entre ces chromosomes. La recombinaison homologue assure ces phénomènes chez Arabidopsis thaliana. La formation de cassures double brins (CDB) programmées de l’ADN initie en méiose le mécanisme de recombinaison, qui réside dans la réparation de ces CDB. Lors des premières étapes de la réparation des CDB, les recombinases AtRAD51 et AtDMC1 permettent à l’un des deux brins générés au site de CDB d’envahir une chromatide du chromosome homologue. Les résultats de ce travail de thèse montrent que la protéine AtMND1 intervient au cours de la réparation des CDB durant l’étape d’invasion, et qu’elle interagit physiquement et fonctionnellement avec les deux recombinases. Les étapes tardives de la recombinaison aboutissent à la formation des crossing-overs (CO) qui permettent d’établir le lien physique entre les chromosomes homologues. Deux voies de formation des CO (COI et COII) sont identifiées chez Arabidopsis thaliana. La caractérisation du gène AtMSH5 démontre qu’il intervient dans la voie des COI qui est majoritaire. Ces liens fonctionnels avec AtMSH4 et AtMER3 ont été analysés. De plus, la localisation de la protéine AtMER3 a permis de mieux comprendre son rôle dans la formation des COI. L’analyse de la fonction des gènes AtMUS81 indique qu’ils jouent un rôle dans la voie des CO II. L’extinction simultanée des deux voies de formation des CO révèle qu’une troisième voie pourrait exister chez Arabidopsis thaliana

Meiosis is a particular cell division process that allows the disjunction of the homologous chromosome. Such a separation requires prior recognition and physical interactions between homologs. Homologous recombination enables these processes in a lot of species, including Arabidopsis thaliana. Programmed DNA double strand break (DSB) formation initiates meiotic recombination. During the first steps of DSB repair in Arabidopsis thaliana, the activity of AtRAD51 and AtDMC1 recombinases allows the invasion of one of the two strands at the DSB site into one chromatid of its homolog. This work shows that the AtMND1 protein is involved during meiotic DSB repair, certainly during strand invasion, and shows that AtMND1 interacts physically and functionally with both recombinases. Later steps of homologous recombination lead to the formation of crossover events (CO) that establish physical links between homologs that are essential for their proper segregation. Two CO pathways (CO I and CO II) have been identified in Arabidopsis thaliana. Characterisation of AtMSH5 gene reveals that it is involved in the CO I pathway that is the major CO pathway in this plant. Its functional links with AtMSH4 and AtMER3, two other actors of CO I pathway, have been analysed. Moreover, localization of AtMER3 protein allowed us to better understand its role during CO I formation. Functional analysis of AtMUS81A and AtMUS81B genes uncovers their implication in the CO II pathway. Extinction of both CO pathways indicates that a third CO pathway may exist in Arabidopsis thaliana. All these results provide new insights in the mechanisms underlying two crucial steps of meiotic recombination