Comprendre comment un facteur de transcription de la signalisation des cytokinines peut contrôler à la fois positivement et négativement la nodulation symbiotique – CytoSYM

Cultivées dans des conditions de carence en azote, les légumineuses établissent une association symbiotique avec des bactéries du sol fixatrices d'azote atmosphérique appelées collectivement rhizobia. Cette symbiose conduit à la formation de nouveaux organes sur les racines de la légumineuse, appelés nodosités racinaires. Dans celles-ci, les bactéries trouvent un environnement favorable pour fixer l'azote atmosphérique et le fournir sous forme réduite à leur hôte. Les cytokinines sont des régulateurs clés de la nodulation. L'objectif du projet CytoSYM est de comprendre comment un facteur de transcription (TF) impliqué dans la signalisation des cytokinines, RRB3, fonctionne à la fois comme un régulateur positif et un régulateur négatif de la mise en place des nodosités. Le projet proposé comprend 3 Work Packages (WP). Le WP1 identifiera par des approches combinées de « single cell RNAseq » (mutant rrb3 vs sauvage) et de ChIPseq les gènes cibles de RRB3 régulés dans les différents tissus de la racine en réponse aux rhizobia. Pour déterminer si la fonction transcriptionnelle de RRB3 implique la modulation de l'accessibilité de la chromatine, la compaction de la chromatine en réponse à rhizobium sera analysée par ATACseq et l'acétylation des histones par ChIPseq comparativement entre le sauvage et le mutant rrb3. Le WP2 étudiera le rôle de gènes cibles sélectionnés à partir du WP1 dans le contrôle de la nodulation grâce à des approches perte de fonction, notamment pour identifier de nouveaux acteurs ayant des rôles régulateurs positifs ou négatifs. Ce WP2 se focalisera par ailleurs sur deux acteurs clés déjà connus de la nodulation pour expliquer le double rôle de RRB3 dans la régulation de la nodulation: NIN qui est un facteur de transcription essentiel à l'initiation des nodosités, et TML2 qui est une protéine à « F-box » inhibant la nodulation. Enfin, le WP3 vise à identifier les partenaires de RRB3 capables de moduler son activité de transcription par une approche d'immunoprécipitation associée à la spectrométrie de masse. Le rôle de ces partenaires l’initiation de la nodulation sera ensuite mis en évidence notamment par des approches perte de fonction. Au final, ce projet permettra de mieux comprendre comment un facteur de transcription, RRB3, peut exercer des régulations opposées de la nodulation au cours du temps, en fonction des tissus racinaire, et en relation avec des interacteurs chromatiniens ou transcriptionnels modulant son activité, et de révéler la dynamique spatiotemporelle de l'expression génique et du remodelage de la chromatine lors des premières étapes de la nodulation symbiotique fixatrice d’azote chez les légumineuses.