Doctorate thesis of Montpellier University

Thusday december 5, 2024  at 2 pm

Etude in situ de la dynamique moléculaire des facteurs de transcription chez A.thaliana par microscopie à super-résolution

Doctoral school : GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Spéciality : BIDAP – Biologie, Interactions, Diversité Adaptative des Plantes
University : Université Montpellier
Reasearch unit : IPSiM –  Institut for Plant Sciences of Montpellier

Team: Systems

Jury:

Marie BARBERON, Professeur assistant, Université de Genève
Yohann BOUTTE, Directeur de recherche CNRS, Bordeaux
Soazig GUYOMARC’H, Professeur, Université de Montpellier
Christophe PERIN, Directeur de recherche CNRS, Montpellier
Gabriel KROUK, Directeur de recherche CNRS, Montpellier
Eric HOSY, Directeur de recherche CNRS, Bordeaux
François PARCY, Directeur de recherche CNRS, Grenoble

Abstract:

Les facteurs de transcription constituent une classe de protéines présente dans tous les organismes vivants, caractérisée par leur capacité à interagir à la fois avec l’ADN et divers partenaires pour réguler l’expression des gènes cibles. Cette régulation est essentielle pour maintenir l’organisation et la dynamique des réseaux de gènes. Cependant, malgré leur rôle central dans le contrôle de nombreuses fonctions cellulaires, le comportement biophysique des facteurs de transcription dans les cellules reste en grande partie mal compris. Étudier leur diffusion et leur organisation en temps réel, directement dans les cellules végétales, pourrait révéler comment se déroulent les interactions dans le noyau et ainsi apporter un éclairage sur les mécanismes de régulation génique. Chaque famille de facteurs de transcription se distingue par des critères propres, tels que la présence de sites de fixation spécifiques. L’analyse du modèle de diffusion d’un membre de la famille pourrait permettre de prédire des stratégies transcriptionnelles communes aux autres membres. Néanmoins, chaque facteur de transcription présente un comportement unique, influencé par divers paramètres, notamment sa structure, sa capacité à parcourir et à se fixer sur des cibles spécifiques, ainsi que des facteurs externes comme l’organisation locale du génome plus ou moins condensé et les interactions possibles avec d’autres partenaires présents dans cet environnement à un moment donné.
Les travaux de thèse se sont focalisés sur des observations, analyses et caractérisations directes du comportement des facteurs de transcription dans des protoplastes racinaires de plantules. La technique d’imagerie à super-résolution par localisation de molécules fluorescentes photo-activées (sptPALM), couplée à une approche de biologie moléculaire permettant un adressage contrôlé des molécules au noyau a été élaborée et adaptée à l’expérimentation sur matériel végétal. À partir de cela, des comportements propres à chaque facteur ont pu être mis en évidence. Par la même approche, les caractéristiques dynamiques de ces mêmes facteurs ont été déterminées par l’utilisation de mutagénèse dirigée, dans différentes conditions chromatiniennes, en faisant varier la composition du milieu d’observation ou en absence de protéines partenaires au facteur de transcription. Ainsi, plusieurs comportements distincts de facteurs de transcription ont pu être mis en évidence afin d’expliquer leur conduite biophysique au sein des cellules végétales.