Thèse de Doctorat de l’Université de Montpellier

Jeudi 10 décembre 2020

à 14h00 –Campus de La Gaillarde- salle bibliothèque de BPMP sans publique en présentiel et en visioconférence

Régulations épigénétiques et chromatiniennes contrôlant l’expression des gènes de réponse à la carence en nitrate chez Arabidopsis thaliana

Ecole Doctorale : GAIA – Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
Spécialité : BIDAP – Biologie, Interactions, Diversité Adaptative des Plantes
Etablissement : Université de Montpellier

UMR 5004 – BPMP – Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes

Equipe : Intégration des signalisations nutritionnelles (Intégration)

devant le jury composé de :

Antoine MARTIN CR1 BPMP Directeur de thèse
Hervé VAUCHERET Directeur de recherche IJPB Rapporteur
Aline PROBST Directeur de recherche GReD Rapporteur
Cécile RAYNAUD Directeur de recherche IPS2 Examinateur
Andreas NIEBEL Directeur de recherche LIPM Examinateur
Christian DUBOS Directeur de recherche BPMP Examinateur

 Résumé:

Les régulations épigénétiques et chromatiniennes sont déterminantes pour contrôler l’accessibilité de l’ADN à la machinerie transcriptionnelle en modifiant l’ADN lui-même, les histones formant les nucléosomes ou encore la densité en nucléosomes autour desquels est enroulé l’ADN. Ces modifications chromatiniennes vont largement influencer le niveau d’expression des gènes, et permettre de coordonner des réponses développementales ou environnementales. Les travaux de recherche des dernières décennies ont permis de découvrir et de caractériser chez les plantes un grand nombre de ces régulations. Cependant, peu d’études ont focalisé leurs efforts sur leurs implications dans la régulation du métabolisme et de la nutrition. La carence en azote étant l’une des limitations majeures de croissance chez les plantes, ce travail de thèse a eu pour but d’élucider les régulations chromatiniennes et transcriptionnelles auxquelles sont sujets les gènes de transporteurs racinaires de nitrate à haute affinité de la famille NRT2 chez Arabidopsis. Dans une première partie, nous avons démontré que les complexes Polycomb ciblant NRT2.1 permettent globalement de préserver le niveau d’expression d’un ensemble de gènes transcriptionnellement actifs. L’utilisation du mutant clf-29 lhp1-4, dans lequel PRC1 et PRC2 sont défectueux, a permis de démontrer une certaine redondance fonctionnelle entre ces deux facteurs et d’identifier, à l’échelle du génome, un nouveau rôle des complexes Polycomb dans le maintien de l’intégrité des transcrits. Dans une seconde partie, nous montrons également que, dans des conditions de satiété en N, deux modules regroupant facteurs de transcription et régulateurs chromatiniens interviennent dans la répression des NRT2. D’une part le module LBD/BRM réprime NRT2.1 en augmentant la densité nucléosomique à son locus et d’autre part le module HDAC/NIGT pourrait être impliqué dans la répression de NRT2.1, NRT2.4 et NRT2.5 par retrait de l’acétylation des histones de ces gènes. Ce travail a donc permis de mettre en évidence des mécanismes originaux, basés sur la dynamique chromatinienne, responsables de la régulation de gènes majeurs impliqués dans la réponse au nitrate, et plus généralement dans le métabolisme chez les plantes.