Couplage entre le réseau transcriptionnel de l'auxine et l’identité florale – AuxiFlo

La compréhension des mécanismes moléculaires contrôlant l'organogenèse est la question centrale de la biologie du développement. C'est également un des verrous pour la production de variétés de plantes mieux adaptées à une utilisation ou à un environnement spécifique.
Chez les plantes, l'organogenèse après la germination est liée à l'existence de niches de cellules souches localisées dans des tissus spécialisés, les méristèmes. Les parties aériennes proviennent d’une structure située au sommet de la tige et appelée méristème apical. C’est sur les flancs de ce méristème apical que se forment les primordia qui donneront naissance aux feuilles, aux fleurs et aux tiges secondaires. Le positionnement et l ‘émergence d’un primordium sont contrôlés principalement par la signalisation de l’hormone végétale auxine. S’il apparaît après la transition florale, ce primordium acquiert une identité de fleur. La naissance d’un primordium et l’acquisition de son identité sont des phénomènes nécessairement couplés car ils se produisent de manière synchronisée quelles que soient les conditions environnementales et la vitesse de croissance du primordium.
La nature moléculaire de ce couplage est totalement inconnue et le but de notre projet est de la découvrir. Pour cela, nous procéderons à une caractérisation détaillée des protéines impliquées dans la régulation transcriptionnelle en aval du signal auxine. Il s’agit des protéines ARF (des facteurs de transcription) et des Aux/IAA (leurs inhibiteurs), qui sont codés par de large familles multigéniques. Nous caractériserons au niveau biochimique et structural les interactions entre les ARF et les Aux/IAA, au sein de ces familles ainsi qu’entre les ARF et l’ADN. Notre ambition est d’obtenir en particulier la première structure cristallographique 3D d’un complexe ARF-Aux/IAA. Par ailleurs, nous identifierons des cibles florales directement régulées par des facteurs ARF, révélant ainsi les liens entre la signalisation auxinique et le programme de développement floral. Ces approches nous donnerons les connaissances et outils permettant ensuite de tester spécifiquement l’importance de ces liens in vivo par des approches de génétique moléculaire et d'imagerie sur tissus vivants.
La caractérisation biochimique et structurale des interactions ARF-Aux/IAA, permettra également d'établir des règles de prédiction des interactions entre ces régulateurs transcriptionnels sur la seule base de leur séquence primaire. Ce type de résultat ainsi que l'identification des cibles primaires de l'auxine aura donc une portée très générale pour la compréhension de la signalisation de l'auxine et allant bien au delà du développement précoce de la fleur.
Ce projet multidisciplinaire associe les compétences de deux partenaires très complémentaires tant au niveau thématique que méthodologique. L’équipe de Teva Vernoux (RDP, Lyon) est spécialiste de la signalisation auxinique dans les méristèmes, celle de François Parcy (PCV, Grenoble) est spécialisée dans le développement floral. Le laboratoire lyonnais possède une expertise reconnue pour la biologie des systèmes et l’imagerie dynamique des profils d’expression qui complémentera les compétences biochimiques, structurales et la modélisation des interactions ADN/protéines présentes dans l’équipe grenobloise. Cette complémentarité permettra une forte synergie essentielle au succès du projet.