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DS04 - Vie, santé et bien-être

Interconnections génétiques, épigénétiques et protéiques au cours de la réorganisation fonctionnelle du nucléole et des réponses aux stress – RiboStress

Résumé de soumission

L’activité et la structure du nucléole sont intimement associées à la biogenèse des ribosomes et par conséquent à la synthèse protéique, la croissance et la prolifération cellulaire. Ces dernières années, un rôle du nucléole beaucoup plus vaste qu'initialement anticipé dans l'organisation fonctionnelle de la chromatine et dans des mécanismes de régulation post-traductionnelles des protéines a été découvert, dont l'étendue et l'impact fonctionnel sont encore peu compris. Notamment, le nucléole comprend des activités de transcription par toutes les ARN polymérases, y compris les ARN Pol II et Pol III chez les animaux et les ARN Pol IV et V spécialisées dans des mécanismes de "silencing" chez les plantes. Des données récentes indiquent également que les dynamiques nucléolaires participent à de multiples processus tels que l’organisation structurelle et fonctionnelle de la chromatine, la régulation génique par des longs ARN non-codants (lncRNA) et l’assemblage de complexes ribonucléoprotéiques ainsi que la formation d’autres corps nucléaires. Le nucléole est ainsi maintenant vu comme une plateforme structurale influençant la compartimentalisation subnucléaire de grands domaines chromatiniens et de protéines. L'étendue et les bases moléculaires des phénomènes de 'séquestration’ de la chromatine ou de protéines et leur interconnexion avec les adaptations fonctionnelles du nucléole en réponse à des signaux cellulaires ou environnementaux sont encore mal comprises.

Le projet RiboStress bénéficiera d'outils génétiques, épigénétiques et génomiques disponibles exclusivement chez la plante modèle Arabidopsis thaliana pour entreprendre une caractérisation fonctionnelle à grande échelle des liens entre activité nucléolaire et réponses adaptatives à un stress environnemental ainsi que leur influence sur la physiologie des individus au cours des générations. Agissant généralement en conjonction, la lumière et la chaleur provoquent de graves effets indésirables sur les cultures en impactant l'efficacité photosynthétique, la croissance des plantes et diminuant leur résistance aux maladies. Les partenaires ont montré que ces voies affectent également l'organisation nucléolaire. Le programme de recherche a pour premier objectif d’identifier les protéines dont la localisation nucléolaire est contrôlée en réponse à ces conditions, en lien avec la production de lncRNAs. Il vise également à déterminer l'impact de la dérégulation des fonctions nucléolaires sur la physiologie et l'épigénome des individus, en analysant les profils d'expression génique et de méthylation de l'ADN chez des plantes exposées à de telles conditions défavorables au cours des générations.

Les partenaires de RiboStress ont obtenu une série de nouvelles données qui constituent une base solide pour le développement du projet proposé. Le programme de recherche bénéficie également des ressources de grandes infrastructures nécessaires pour les analyses protéomiques à grande échelle (ProFI et ANAEE-F) et pour la production de plusieurs générations de plantes dans un environnement parfaitement contrôlé (ECOTRON Ile-De-France). Grâce à une évaluation précise de l'influence de facteurs génétiques, épigénétiques et de lncRNAs sur la structure et l'activité du nucléole, cette étude contribuera de manière significative aux efforts intenses actuellement consacrés à déchiffrer comment l'organisation nucléaire contribue aux mécanismes régulateurs des réponses adaptatives chez les organismes pluricellulaires, un domaine auquel les plantes ont beaucoup à offrir. La connaissance de ces processus fondamentaux apparait essentielle pour intégrer comment des mutations naturelles affectant la fonction nucléolaire ou la biogenèse des ribosomes provoquent des pathologies chez l'homme (ribosomopathies, cancer, désordres neurodégénératifs) et affectent le développement des plantes.

Coordinateur du projet

Monsieur Julio SAEZ-VASQUEZ (Laboratoire Génome et développement des plantes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

LGDP Laboratoire Génome et développement des plantes
IBENS Institut de biologie de l'Ecole Normale Supérieure
IPHC Institut pluridisciplinaire Hubert Curien
CEREEP Centre de recherche en écologie expérimentale et prédictive - Ecotron Ile de France

Aide de l'ANR 485 558 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2018 - 42 Mois

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