Identification et modélisation des réseaux moléculaires impliqués dans la perception et la transduction du signal nitrate chez Arabidopsis – NitroNet

Le travail est articule autour de 2 niveaux. Le premier est focalise sur l’etude des cibles directes et fonctionnelles de facteurs de transcription regules par le nitrate et predits comme influent par les modeles. Le second utilisera la technique du Digital Genomic Footprinting pour dresser une carte des occupations des promoteurs de genes en reponse au nitrate. Les resultats seront combines dans des modeles a vise predictive.

Le travail a d’emblé été focalise sur la caractérisation d’une sous famille de facteur de transcription (FT) appartement à la grande famille des Myb dont l’expression est très fortement contrôlée par le nitrate. Ces derniers étant aussi prédits par des modèles de types State Space comme très influant dans le contrôle de cette signalisation (pour détails voir : Krouk et al. Genome Biology, 2010). Ces facteurs de transcriptions on été clonés dans un vecteur d’expression en protoplastes (permettant la fusion traductionnelle du gène avec le récepteur au glucocorticoïde du rat), de façon a étudier a l’échelle génomique, les cibles fonctionnelles « directes » d’un des membres de la famille de ces facteurs de transcription. Cette partie a été complétée avec succès. L’étude des catégories fonctionnelles auxquelles appartiennent les cibles (plusieurs centaines) de ce facteur a permit de prédire qu’il contrôle de nombreux aspects de la physiologie de la plante, en particulier une coordination entre les signaux phosphate et nitrate.

Ce travail continue conformement aux objectifs fixes dans la partie Scientifique du Projet. i.e: i) modelisation des reseaux de genes, ii) Digital Genomic Footprinting, iii) etude du role physiologique des Tfs identifies.

Soumis le 28 juin 2012

A transient transformation system for genome-wide transcription factor target assessment
Bastiaan O. R. Bargmann1*, Amy Marshal-Colon1, Idan Efroni1, Sandrine Ruffel1, Kenneth D. Birnbaum1, Gloria M. Coruzzi1†, Gabriel Krouk1,2†
1 Center for Genomics and Systems Biology, Department of Biology, New York University, New York, NY 10003 USA.
2 Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes, UMR 5004 CNRS/INRA/SupAgro-M/UM2, Institut de Biologie Intégrative des Plantes-Claude Grignon, Montpellier, France
* Present address: Section of Cell and Developmental Biology, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA.
† Corresponding authors.

L’ion nitrate (NO3-) est la principale source d’azote pour la nutrition des végétaux, mais est également, en soi, une molécule signal gouvernant de nombreux aspects de la physiologie et du développement des plantes. Les mécanismes moléculaires de la perception du NO3- et des voies de signalisation qui en découlent sont encore dans l'ensemble largement inconnus. Le but de ce projet de recherche est d’identifier et de caractériser des acteurs moléculaires impliqués dans la perception et la signalisation du NO3- chez Arabidopsis thaliana. Pour ce faire, 3 approches complémentaires sont envisagées. Premièrement, des gènes candidats (issus d’approches transcriptome) seront étudiés pour leur implication dans la régulation de l'expression génique par le NO3-. Deuxièmement, un travail à large échelle de détection des sites d’occupation des promoteurs en réponse au NO3- permettra de dresser une cartographie des interactions ADN-protéine dépendantes du NO3-. Ce travail débouchera sur l’identification d’éléments cis et trans-regulateurs de la réponse au NO3-. Ces nouveaux éléments seront intégrés dans des modèles de réseaux géniques de régulation, qui viseront à rendre compte de la complexité de l'action du NO3- sur des fonctions physiologiques essentielles, et de son rôle sur la coordination des réseaux transcriptionnels.