Rôle des histone-acétyltransférases dans le développement d'Arabidopsis thaliana

Role of histone acetyltransferases in the development of Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Claire Bertrand
• Direction : Dao Xiu Zhou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Science du végétal
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés libres

Chromatine

Photomorphogenèse

Résumé

Les histone-acétyltransférases sont des enzymes capables d’acétyler les histones ainsi que certaines protéines non-histones. Elles fonctionnent au sein de complexes multiprotéiques liés à la régulation de la transcription des gènes. L’acétylation des histones participe également au remodelage de la chromatine, mécanisme largement impliqué dans le contrôle du développement des plantes. L’objectif de ce travail était d’étudier le rôle des histone-acétyltransférases dans différents aspects du développement d’Arabidopsis thaliana. Dans cette optique, les phénotypes de deux mutants d’histone-acétyltransférases ont été analysés. Tout d’abord, la mutation du gène AtGCN5 induit un phénotype pléiotrope et notamment une anomalie du développement floral avec des transformations homéotiques. Ces caractéristiques s’accompagnent d’une expansion du domaine d’expression dans le méristème floral de deux gènes clés, WUSCHEL et AGAMOUS. Ces résultats nous ont permis d’impliquer AtGCN5 dans le contrôle de l’activité du méristème floral. Parallèlement, la mutation d’AtGCN5 affecte la réponse de la plante à la lumière. Un phénotype similaire est obtenu lors de la mutation du gène HAF2 qui code pour le facteur de transcription TAF1. AtGCN5 et TAF1 interviennent tous les deux dans la photomorphogenèse et l’activation de la transcription des gènes photo-inductibles. Cette régulation impliquerait leur fonction d’acétylation des nucléosomes au niveau des promoteurs de ces gènes, mais aussi leur rôle de médiateur au sein de complexes transcriptionnels. Ces résultats révèlent les histone-acétyltransférases comme de nouveaux régulateurs de mécanismes spécifiques du développement de la plante.

Histone acetyltransferase are enzymes able to acetylate histone and non-histone proteins. They usually function as part of multiprotein complexes involved in gene transcriptional regulation. Histone acetylation also plays a role in chromatin remodelling, a mechanism that is greatly involved in the control of plant development. The aim of this work was to study the role of histone acetyltransferase in different aspects of Arabidopsis thaliana development. Therefore, the phenotypes of two histone acetyltransferase mutants were analysed. First of all, the mutation of AtGCN5 gene induces a pleiotropic phenotype and, particularly, a defect in floral development with homeotic transformations. These effects are accompanied by an expansion of the expression domain in the floral meristem of two key genes of this developmental aspect, WUSCHEL and AGAMOUS. These results showed that AtGCN5 is involved in the floral meristem activity. On the other hand, AtGCN5 mutation also affects the light response pathways. A similar phenotype was obtained with the mutation of HAF2 gene encoding TAF1, a transcription cofactor showing a histone acetyltransferase activity. Both AtGCN5 and TAF1 promote photomorphogenesis and transcription activation of light-induced genes. This regulation seems to involve their nucleosome acetylation function on the promoters and also a mediation function within transcriptional complexes. These results reveal that histone acetyltransferases are new regulators of plant specific developmental mechanisms.