Libération de la répression médiée par Polycomb à la chromatine : Etude structure-fonction d'un commutateur essentiel des gènes développementaux chez les plantes – ChromSwitch

Le port sessile des plantes contraint leur développement et leur croissance à l'environnement. Cela nécessite une grande adaptabilité des réseaux de gènes qui construisent l'architecture des plantes selon une organogenèse continue. La régulation spatio-temporelle précise des gènes du développement implique un ballet de répresseurs et d'activateurs épigénétiques au niveau de la chromatine. Malgré l'importance de ce niveau de régulation, les mécanismes moléculaires du passage de la répression à l'activation restent mal compris. ChromSwitch vise à fournir de nouvelles informations sur l'action antagoniste des régulateurs épigénétiques, en utilisant la fonction ULTRAPETALA1 (ULT1) comme paradigme. L'activateur transcriptionnel ULT1 s'oppose au complexe répressif Polycomb 2 (PRC2), dont la libération appropriée est essentielle pour établir un plan d’organisation correct. Alors que PRC2 dépose la marque répressive triméthylée sur la lysine 27 de l'histone 3 (H3K27me3) au niveau des gènes de développement, ULT1 induit la diminution de cette marque, pour la floraison et la morphogenèse florale. Nous avons découvert qu’ULT1 interagit physiquement avec les méthyltransférases PRC2, et obtenu les premières données structurales montrant qu'ULT1 interagit à la fois avec des histones modifiées et avec l'ADN. Les objectifs spécifiques de ce projet sont les caractérisations structure-fonction de l'interaction d'ULT1 (i) avec l'histone H3 et l'ADN, afin de comprendre comment il cible les gènes, et (ii) avec PRC2, afin de décrypter son mécanisme d'opposition au dépôt d’H3K27me3. En utilisant une approche intégrative comprenant biochimie et biophysique in vitro et des analyses moléculaires et génétiques in vivo, le projet ChromSwitch révélera et caractérisera un nouveau mécanisme épigénétique pour la régulation du développement. Il devrait avoir un impact sur la science fondamentale en biologie végétale et animale, avec des applications ultérieures possibles dans le secteur agricole.