Mecanotransduction au noyau chez les plantes: de l'organisation de le chromatine au destin cellulaire – Mecha-NUC

Tous les organismes vivants sont capables de détecter des forces mécaniques telles que compressions, tensions ou cisaillements. La transduction de tels signaux mécaniques contribue aux modifications de la forme de la cellule et au destin cellulaire. Les voies associées à la mécanoperception commencent à être déchiffrées au cortex cellulaire, cependant les voies de mécanotransduction nucléaire, intégrant les propriétés mécaniques du noyau à l’expression génétique et au destin cellulaire, restent floues. Nos travaux, récemment publiés dans Current Biology, indiquent que des perturbations mécaniques physiologiques appliquées aux cellules du méristème racinaire de la plante modèle Arabidopsis modifient la forme, la rigidité et la compaction de la chromatine des noyaux ainsi que l'expression de gènes mécanosensibles. Les protéines GIP sont présentes à l'enveloppe nucléaire. Elles contrôlent la forme et la rigidité du noyau, la nucléation des microtubules et l'architecture des centromères. Les modifications dépendantes de GIP des propriétés rhéologiques du noyau peuvent également affecter le destin cellulaire. Sur la base de nos données, nous émettons l'hypothèse que, chez les plantes, l’enveloppe nucléaire intègre des signaux mécaniques périphériques pour contrôler les propriétés mécaniques du noyau, l'état de la chromatine et l'expression des gènes. Dans le projet Mecha-NUC, nous aborderons 2 questions principales chez les plantes : Quelles sont l'identité et la fonction de la voie de mécanotransduction nucléaire ? Et dans quelle mesure les changements qui en résultent dans les propriétés mécaniques du noyau affectent la chromatine, l'expression des gènes et la destinée cellulaire? Les questions que nous abordons sont inédites chez les plantes et ouvrent de nouvelles voies dans la compréhension de la mécanotransduction nucléaire chez les cellules possédant une paroi cellulaire à l’échelles cellulaire et tissulaire. En se focalisant sur les mécanismes de signalisation impliquant GIP et les microtubules, en relation avec des protéines du nucléosquelette spécifiques des plantes, nous décrypterons une nouvelle voie de mécanotransduction. Notre projet se situe à l’interface entre biologie cellulaire et biophysique. Il comprend des approches de micromécanique, de biologie moléculaire à l’échelle omique, ainsi que de l'imagerie in vivo à haute résolution et de la modélisation 3D informatique.