Implication de mécanismes épigénétiques dans la régulation de la transcription des gènes d'ARNr 5S chez Arabidopdsis thaliana

Involvement of epigenetic mechanisms in the regulation of 5S rRNA genes transcription in Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Olivier Mathieu
• Direction : Sylvette Tourmente
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique moléculaire
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

ARN ribosomiques

Transcription génétique

Épigénétique

Arabidopsis thaliana

Cytosine

Méthylation de l'ADN

Résumé

Chez Arabidopsis thaliana, les gènes d'ARNr 5S, transcrits par l'ARN polymérase III, sont présents à environ 1 000 copies regroupées en blocs situés au niveau de l'hétérochromatine péricentronique des chromosomes 3, 4, et 5. Le chromosome 5 porte un locus d'ADNr 5S transcrits. La population d'ARNs 5S est hétérogène chez Arabidopsis et se caractérise par la présence d'un ARNr 5S dit ''majoritaire'', représentant plus de 90% des transcrits 5S de la cellule, et d'ARNr 5S ''minoritaires'' différant du transcrit 5S majoritaire par une ou deux substitutions nucléotidiques. Dans le cadre de l'étude de la transcription des gènes d'ARNr 5S chez Arabidopsis, nous avons montré de le taux de méthylation de l'ADN forme un gradient depuis l'euchromatine vers l'hétérochromatine péricentrique. La méthylation des cytosines situées en contexte asymétrique est majoritairement restreinte aux séquences répétées hétérochromatiques incluant l'ADNr 5S. L'analyse du profil de méthylation par modification de l'ADN au bisulfite de sodium a révélé que les loci d'ADNr 5S transcrits et non-transcrits posèdent le même taux important de méthylation de l'ADN. Il existe toutefois des gènes d'ADNr 5S moins méthylés. Au sein des loci transcrits, les gènes 5S identiques ou non à des ARNr 5S présentent le même profil de méthylation. De plus un gène 5S méthylé est transcrit efficacement in vitro, indiquant que la méthylation de l'ADN n(est pas suffisante en elle-même à ma répression de l'expression des gènes d'ARNr 5S. Une partie de l'ADNr 5S forme des boucles euchromatiques qui émanent des chromocentres hétérochromatiques. Ces boucles représentent la fraction transcrite de l'ADNr 5S. Elles contiennent des gènes d'ARNr 5S moins méthylés au niveau ADN et sur la lysine 9 des histones H3. Nous avons montré que le mutant ddm 1, la transcription de gènes d'ARNr 5S minoritaires additionnels s'accompagne d'une méthylation moindre de l'ADNr 5S et de la formation de boucles euchromatiques de taille plus importante. Ceci suggère que la transcription des gènes d'ARNr 5S est contrôlée de manière épigénétique par la formation de structures chromatiques spécifiques. Nous avons aussi mis en évidence que l'hétérochromatine est une structure dynamique durant le développement précoce de la plante qui se met en place entre les jours 2 et 4 après germination de la graine. Enfin, nous avons identifié, cloné et caractérisé le facteur de transcription IIIA d'Arabidopsis, AtTFIIIA. Cette étude rapporte la première caractérisation de TFIIIA chez une plante