Rôle du facteur de remodelage de la chromatine BAF60 au cours de la progression du cycle cellulaire et du développement chez Arabidopsis thaliana

Role of BAF60, a chromatin-remodeling factor, during cell cycle progression and development of Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : Teddy Jégu
• Direction : Moussa Benhamed
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 19/06/2015
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Végétal (1992-2015 ; Orsay, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences des plantes de Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Martin Crespi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Martin Crespi, Mohammed Bendahmane, François Roudier, Fredy Barneche, Patricia Laila Kannouche, Andreas Niebel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mohammed Bendahmane, François Roudier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Développement

Cycle cellulaire

Chromatine

Épigénétique

Mots clés libres

Epigénétique

Chromatine

Complexe de remodelage de la chromatine dépendants de l’ATP de type SWI/SNF

Cycle cellulaire

Développement

Epigenetic

Chromatin

SWI/SNF

Cell cycle

Development

Résumé

Bien que l’ADN contenu dans les cellules eucaryotes permette le stockage de l’information génétique, c’est l’empaquetage de l’ADN en chromatine qui permet d’organiser finement cette information au cours du développement des organismes. Cependant cette structure constitue une barrière pour l’accessibilité de séquences d’ADN régulatrices. Ainsi, il existe différents mécanismes qui permettent de moduler la structure de la chromatine afin de définir le programme transcriptionnel spécifique de chaque cellule durant le développement des organismes. Dans cette étude nous avons montré que BAF60, une sous unité des complexes de remodelage de la chromatine de type SWI/SNF, favorise la transition florale en réprimant l’expression du gène FLC, répresseur de la floraison, et en contrôlant la formation d’une boucle intra-génique sur ce gène via la modulation de la condensation de la chromatine, la composition en histone et la régulation de marques épigénétiques au niveau de ce locus. De plus, nous avons mis en évidence que BAF60 agit sur la croissance des racines en régulant négativement la production de cytokinines et en favorisant la progression du cycle cellulaire grâce à son rôle sur l’architecture chromatinienne. Nous avons également montré que BAF60 se fixe préférentiellement sur les G-box des gènes actifs au niveau des régions sans nucléosome. BAF60 est exprimé durant le jour et favorise la répression de gènes impliqués dans l’élongation de l’hypocotyle. L’ensemble des résultats obtenus dans cette étude a montré que BAF60 régule des étapes clés du développement d’Arabidopsis thaliana en modulant l’architecture chromatinienne afin de réguler l’expression de nombreux gènes indispensables à différentes voies développementales de la plante. Comprendre comment BAF60 peut réguler l’organisation chromatinienne au sein de tissus spécifiques constituera le prochain défi.

Although DNA in eukaryotic cells allows storage of genetic information, it is its packaging into chromatin which allows to finely organize this information throughout the development of organisms. Chromatin constitutes a barrier to regulatory DNA sequences accessibility. Different mechanisms modulate chromatin structure in order to set the specific transcriptional program for each cell type during development. In this study, we have shown that BAF60, a subunit of SWI/SNF complexes, promotes flowering, by repressing the expression of FLC, a key flowering repressor. BAF60 regulates FLC by controlling gene loop formation via modulation of chromatin condensation, histone composition and post-translational modifications. Furthermore, we have demonstrated that BAF60 acts on root growth by negatively regulating cytokinin production and by promoting cell cycle progression through its role in chromatin architecture. We have also shown that BAF60 binds preferentially G-box of active genes at nucleosome-free region. BAF60 is expressed during the day to promote repression of genes involved in hypocotyl elongation. All together these results have shown that BAF60 regulates key steps of Arabidopsis thaliana development. BAF60 can thus modulate chromatin architecture to regulate the expression of many genes required for different plant developmental pathways. Understanding how BAF60 can regulate chromatin organization in specific cell types is the next challenge.