Facteurs d'épissage et riborégulateurs dans le contrôle de la thermo-résilience chez les plantes – RIBORES

Le réchauffement climatique, avec des fréquences accrues de périodes de sécheresse et de températures extrêmes, affectera l'agriculture de demain. Ce changement du climat affecte l’expression des gènes et l'épissage alternatif (EA) des pré-ARNm contribue à ajuster le transcriptome des plantes aux changements de température et joue un rôle dans la thermo-résilience. L'EA est finement contrôlé par des facteurs d'épissage qui interagissent avec des motifs cis-régulateurs présents dans les pré-ARNm. Récemment, le long ARN non codant (lncARN) ALTERNATIVE SPLICING COMPETITOR (ASCO) a été identifié chez Arabidopsis comme un nouveau régulateur de l’EA. ASCO se lie au facteur d'épissage NUCLEAR SPECKLE RNA-BINDING PROTEIN (NSR) et entre en concurrence avec ses cibles d'épissage. D’autre part, l’identification à l'échelle du génome des cibles mARN et lncARN d’un autre facteur d'épissage, la GLYCINE-RICH RNA-BINDING PROTEIN 7 (GRP7), a été établi suggérant un mécanisme générale de régulation de l’EA parles lncARN.
Dans le projet RIBORES, nous proposons de disséquer les mécanismes de régulation de l’EA par les lncARN afin de développer une approche de biologie synthétique pour manipuler l’EA in planta via de lncARN synthétiques. Plus précisément, nous déterminerons les pré-ARNm cibles et les lncARN partenaires de NSR, et délimiterons, en utilisant la technique d'iCLIP (immunoprécipitation et séquençage à l’échelle nucléotidique de complexes protéine-ARN), les motifs de liaison spécifiques à NSR dans ces ARN et ASCO en particulier. Par une analyse mutationnelle, nous disséquerons les exigences de séquence et de structure pour la fonction d’ASCO. En parallèle, nous avons identifié des lncARN cibles de GRP7 différentes de celle d'ASCO. Comme preuve de principe, par le biais d’échange de domaines entre lncARN, nous remplacerons les sites de liaison NSR au niveau d’ASCO par des sites de liaison GRP7, et réciproquement, remplacerons les sites de liaison GRP7 sur ses cibles lncARN par des sites de liaison NSR d'ASCO. Ces constructions nous permettront de tester si nous pouvons manipuler la fonction régulatrice de ces facteurs d'épissage en utilisant des lncARN synthétiques. Nous évaluerons ensuite la pertinence biologique de ces lncARN synthétiques dans la régulation de la thermo-résilience par les lncARN, étant donné que les plantes dérégulées pour ASCO et les plantes mutantes grp7 sont altérées dans leurs réponses à la température.
Comme GRP7 et NSR sont fortement conservés chez les plantes, nous transposerons cette approche chez la Tomate, qui est une plante cultivée sensible à la chaleur. Nous avons déjà identifié l'impact d’un stress chaud sur l’EA chez la Tomate, et avons étudié la réponse des orthologues de NSR et GRP7 à ce stress. L'introduction de lncARN synthétiques ainsi que l'identification d'un ensemble d'lncARN sensibles à la chaleur chez la Tomate soutiennent l'idée que la régulation de l’EA par les lncARN est un mécanisme général chez les plantes. Ainsi, RIBORES pourrait fournir de nouvelles stratégies basées sur les ARN pour réguler les programmes d’EA chez les eucaryotes, ouvrant de larges perspectives pour développer des outils biotechnologiques innovants visant à moduler l'expression des gènes dans le contexte de l'agriculture et de la santé.