Dynamiques nucléaires en réponse à la signalisation lumière chez les plantes – ChromatinPhotoDynamics

Les remaniements de l’architecture nucléaire et du paysage chromatinien sont des thèmes orchestrés dans la plupart des transitions développementales. Les plantes possèdent d'extraordinaires capacités à ajuster ces transitions aux signaux externes, en particulier la lumière. Pour aborder les mécanismes moléculaires de régulation du génome et leurs déclinaisons chez les plantes, notre axe de recherche exploite la photomorphogenèse d'Arabidopsis, qui s'initie chez la jeune plante dès la première perception de lumière. Nous avons identifié que la transition implique 1) de quitter un état de quiescence transcriptionnelle établi à l'obscurité, 2) l'expansion du noyau, 3) la formation de foyers hétérochromatiniens (chromocentres) au sein desquels les régions répétées et silencieuses tendent à s'agréger, 4) de profonds changements du paysage chromatiniens liés à la reprogrammation de l'expression des gènes. Plus récemment, dans le cadre d'une collaboration internationale avec l'Université de Zurich, nous avons également identifié que la perception de lumière influence la topologie 3D du génome et induit la formation de nombreux foyers transcriptionnels en périphérie du noyau. Cette transition étant réalisée de manière synchrone dans la plupart des cellules de feuilles embryonnaires, elle constitue un système dynamique parfaitement adapté pour répondre aux questions suivantes: quelles sont les voies de signalisation conduisant à une reprogrammation de la chromatine durant la photomorphogenèse (utilisant des facteurs connus et des approches non ciblées) ? 2) comment l'orchestration séquentielle des dynamiques de l'épigénome au niveau des gènes et les changements de topologie du génome, s'articulent pour induire à la fois une augmentation globale du régime transcriptionnel et la régulation de gènes de façon séquence-spécifique. Le projet aborde enfin des aspects évolutifs sur les variations du génome et/ou de l'épigénome contribuant à "l'acclimatation" de l'organisation du noyau, ouvrant ainsi des perspectives à long terme sur les fonctions chromatiniennes soumises à des contraintes génétiques et environnementales.