Thèse en cours

Les ARN long non-codants : ont-ils un rôle dans la modulation de l'activité de facteurs de transcription partenaires chez Arabidopsis thaliana ?
FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Andana Barrios
Direction : Martin CrespiFederico damian Ariel
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Agronomie
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IPS2 - Institut de Sciences des Plantes de Paris-Saclay
Equipe de recherche : IPS2
référent : AgroParisTech

Résumé

FR  |  
EN

La plasticité développementale des racines repose sur la reprogrammation transcriptionnelle, qui dépend largement de l'activité des facteurs de transcription (FT). Nous avons précédemment montré que NF-YA2 et NF-YA10 (Nuclear Factor A2 and A10) étaient régulés à la baisse par l'isoforme miRNA spécifique, miR169defg, mais pas par l'isoforme miR169a, ce qui entraîne une modification de l'architecture racinaire. La thèse propose d'abord une étude de la façon dont le TF NF-YA10 d'Arabidopsis thaliana régule le développement des racines latérales. Des plantes surexprimant légèrement NF-YA10 en perturbant son site complémentaire miR169 sans affecter sa séquence codante (NF-YA10 miR résistantes) ont montré une perturbation du gravitropisme racinaire, en particulier dans les racines latérales. En utilisant ChronoRoot, un robot de phénotypage basé sur le deep learning récemment développé (Gaggion et al., 2022), nous avons décrit précisément le phénotype racinaire de ces plantes, notamment sur les angles d'émergence et d'extrémité des racines latérales au cours du temps. Ces deux nouveaux paramètres ont été incorporés dans ChronoRoot en exploitant les informations provenant à la fois de la segmentation et des structures de graphe générées par le modèle. Nos données épigénétiques et d'expression suggèrent un lien entre NF-YA10 et la régulation directe des gènes TAC1 et LAZYs, décrits comme étant impliqués dans la régulation gravitropique. Nous avons ensuite analysé le rôle de NF-YA2 dans le développement des racines en combinant les approches RNA-seq et ChIP-seq, révélant que NF-YA2 régule directement les gènes clés impliqués dans la privation d'eau, le développement des racines latérales et le gravitropisme des racines latérales par la liaison de l'élément CCAAT, principalement dans les promoteurs proximaux des gènes. Il est intéressant de noter que la liaison de l'homologue de NF-YA chez les mammifères à ses cibles liées à l'apoptose est modulée par un long ARN non codant (ARNlnc) appelé PANDA. Nous avons donc recherché des ARNlncs interagissant avec NF-YA2 par RNA-IP-seq et nous avons pu identifier un long transcrit non codant intergénique que nous avons nommé AtBAMBOO d'après son homologue chez les mammifères. Nos résultats indiquent que NF-YA2 interagit in vivo et in vitro avec AtBAMBOO, préférentiellement avec le segment 5' de l'ARN AtBAMBOO, une séquence significativement enrichie en GGUUA, l'équivalent en complément inverse du motif CCAAT de l'ADN. Les expériences d'IP soulignent également que le domaine de liaison à l'ADN de NF-YA2 est nécessaire à l'interaction de l'ARNnc AtBAMBOO. En outre, des observations au microscope ont révélé que le signal nucléaire de la GFP-NF-YA2 était partiellement relocalisé dans le cytoplasme lorsque AtBAMBOO était surexprimé dans les feuilles de tabac. Des expériences de ChIP-qPCR de NF-YA2 démontrent également que l'AtBAMBOO peut détourner NF-YA2 du promoteur de ses cibles. Les essais cellulaires et moléculaires suggèrent que AtBAMBOO pourrait entrer en compétition avec les promoteurs des gènes pour le domaine de liaison à l'ADN de NF-YA2 par l'intermédiaire de son segment le plus enrichi en GGUUA, et peut-être en exportant une partie de la protéine hors du noyau. L'ARNlnc AtBAMBOO est régulé par les stress environnementaux, en particulier le stress thermique, et exprimé de manière différentielle pendant le développement des racines latérales, ce qui souligne un rôle potentiel dans l'intégration des signaux environnementaux dans l'architecture des racines. Les plantes mutantes bamboo présentent des racines latérales avec un phénotype similaire à celui des plantes NF-YA2 et NF-YA10 miR résistantes concernant leur gravitropisme. Le transcriptome des racines de bamboo partage également la moitié de ses gènes avec les cibles directes ou indirectes de NF-YA2. Ainsi, les TF NF-YA2 et NF-YA10 et l'ARNlnc AtBAMBOO révèlent un nouveau nœud dans le contrôle de la formation du système racinaire.