Article de l’IRP Nocosym paru récemment dans la revue « Genome Biology »

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L’IRP NOCOSYM, créé en 2019 sous l’impulsion d’Andreas Niebel et Maria-Eugenia Zanetti, propose une approche multidisciplinaire de la part de 4 laboratoires, deux d’entre eux situés à La Plata et Santa Fé en Argentine et deux d’entre eux en France (Orsay et Toulouse).

Au cours des deux dernières décennies, le développement des techniques dites de capture de la conformation des chromosomes a permis d’acquérir une meilleure compréhension de l’architecture nucléaire, qui organise l’information génétique de façon dynamique dans l’espace, chez les cellules eucaryotes. Il est apparu que dans le noyau, la conformation de l’ADN est déterminée par l’action coordonnée d’enzymes modifiant les histones et l’ADN, de remodeleurs de la chromatine, de facteurs de transcription, de protéines médiatrices et de long ARN non codants (>200 nucléotides ; pas ou très peu de pouvoir codant). Notamment, plusieurs études réalisées chez les plantes ont mis en évidence le rôle majeur des longs ARNs non codants dans la régulation de la topologie du génome. En particulier, le long ARN non codant APOLO (Auxin-regulated PrOmoter LOop) est l’un des premiers à avoir été décrit comme capable de moduler l’organisation tridimensionnelle de la chromatine chez Arabidopsis thaliana.

Nos études ont montré qu’APOLO est capable de s’associer physiquement à différents loci distants et non apparentés dans le génome via la formation de « R-loops » (dimère ADN-ARN) et interagit avec deux protéines clés associées au maintien de la marque histone H3K27me3 et de la méthylation de l’ADN, la protéine Polycomb LHP1 (LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN1) et la protéine de liaison à l’ADN méthylé VIM1 (VARIANT IN METHYLATION), respectivement. Ainsi, médiant un remodelage de la chromatine, APOLO régule directement la transcription d’un grand nombre de gènes, pour la plupart associés à la perception, la signalisation et la réponse aux phytohormones auxines, et impliqués dans différents processus du développement dont la réponse à la chaleur (thermomorphogénèse). De manière frappante, nous avons mis en évidence que le long ARN non codant humain UPAT (UHRF1 Protein Associated Transcript), une cible thérapeutique potentielle dans le traitement du cancer du côlon, exerce des fonctions similaires à APOLO lorsqu’il est exprimé chez les plantes, et peut être notamment reconnu par VIM1 et LHP1 dans les cellules végétales.

Collectivement, nos résultats révèlent un mécanisme nouveau dans lequel deux long ARN non codants non apparentés peuvent exercer des fonctions biologiques similaires en interagissant avec des partenaires homologues chez les plantes et les animaux.

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