Les gènes CLSY modulent les schémas de méthylation de l’ADN chez Arabidopsis


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  • Qu’est-ce qui détermine la façon dont le génome d’une cellule est régulé pour assurer une croissance et un développement appropriés ? Il s’avère que les parties du génome qui sont activées ou désactivées dans chaque type de cellule ou de tissu jouent un rôle majeur dans ce processus. Maintenant, une équipe de Salk a montré que la famille de gènes CLASSY régule les parties du génome qui sont désactivées d’une manière spécifique aux tissus. Les CLASSY contrôlent essentiellement l’endroit où le génome est marqué par la méthylation de l’ADN – l’ajout de groupes chimiques méthyliques à l’ADN qui agissent comme des balises disant « désactivez ». Étant donné que la méthylation de l’ADN existe dans divers organismes, y compris les plantes et les animaux, cette recherche a de vastes implications pour l’agriculture et la médecine. L’ouvrage, publié en Communication Nature le 11 janvier 2022, identifie le CLSY gènes comme facteurs majeurs sous-jacents à la diversité épigénétique dans les tissus végétaux.

    « Il y a eu de nombreuses observations selon lesquelles un type de cellule ou de tissu a un schéma de méthylation de l’ADN différent d’un autre, mais la manière dont les voies de méthylation sont modulées pour aboutir à des résultats différents dans différents tissus est restée mal comprise », déclare l’auteur principal Julie Law, associée. professeur au Laboratoire de Biologie Moléculaire et Cellulaire Végétale de Salk. « Nous avons trouvé ce qui CLSYs sont exprimés dans un tissu donné est le mécanisme contrôlant la manière dont la machinerie centrale de méthylation de l’ADN est dirigée vers différents emplacements génomiques dans différents tissus. »

    L’étude de la méthylation de l’ADN relève du domaine de l’épigénétique – modifications moléculaires qui modifient le fonctionnement de l’ADN sans modifier la séquence d’ADN elle-même. C’est à la fois un processus nécessaire et dangereux. Par exemple, il aide à établir l’identité cellulaire dans un embryon en développement, mais peut provoquer un cancer plus tard dans la vie. Chez les plantes, les défauts de méthylation de l’ADN peuvent provoquer des défauts de développement et avoir un impact négatif sur les rendements des cultures.

    La méthylation de l’ADN est régulée par de nombreux facteurs, dont certains types de petits ARN. Travailler avec l’usine modèle Arabidopsis thalianal’équipe Salk a découvert que la famille de gènes CLASSY (CLSY 1-4) agit à différents endroits selon le tissu, révélant comment divers modèles de méthylation sont générés au cours du développement de la plante.

    Le travail actuel s’appuie sur une étude précédente de Law et de son équipe dans laquelle ils ont constaté que dans Arabidopsisla CLSY les gènes déterminent quels sites du génome sont méthylés, via de petits ARN. L’étude actuelle aborde la question plus large de savoir si ce processus peut entraîner différents modèles de méthylation dans différents Arabidopsis tissus : feuille, bouton floral, ovule et rosette.

    Les chercheurs ont constaté que CLSY les gènes étaient exprimés différemment selon le type de tissu végétal. Par exemple, les quatre CLSY gènes ont été exprimés dans les boutons floraux, tandis que CLSY3 était fortement exprimée dans les ovules et CLSY1 a été exprimée dans les tissus des feuilles et des rosettes.

    Les chercheurs ont ensuite comparé des plantes avec des mutants CLSY gènes contre les plantes de type sauvage. Ils ont découvert qu’en fonction du tissu, différentes combinaisons de CLSY les membres de la famille, ou même des protéines CLSY individuelles, contrôlaient les petits schémas de méthylation de l’ARN et de l’ADN sur des milliers de sites à travers le génome. Ces constatations démontrent la CLSY rôle des gènes dans la formation du paysage épigénétique des tissus.

    Les découvertes de l’équipe pourraient ouvrir la porte à des avancées dans de nombreux domaines, de l’augmentation des rendements des cultures chez les plantes à l’information de la médecine de précision chez l’homme. « Avant de savoir comment une diversité de modèles de méthylation de l’ADN était générée au cours du développement, nous n’avions pas la capacité de manipuler ce système. Constatant que le CLSYLe contrôle de la méthylation d’une manière spécifique aux tissus représente une avancée majeure car il offre aux scientifiques un moyen de modifier les schémas de méthylation de l’ADN avec une précision beaucoup plus élevée », déclare Law.

    Parmi les autres auteurs figuraient Ceyda Coruh, Guanghui Xu, Laura M. Martins, Clara Bourbousse et Alice Lambolez de Salk ; et Ming Zhou de l’Université du Zhejiang en Chine.

    Ce travail a été soutenu par le NIH, la Hearst Foundation, le Hundred-Talent Program de l’Université du Zhejiang, le Paul F. Glenn Center for Biology of Aging Research de l’Institut Salk, la Chapman Foundation et le Helmsley Charitable Trust.

    Source de l’histoire :

    Matériaux fourni par Institut Salk. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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