Découverte d’une innovation de rupture dans le domaine de la biologie cellulaire : la thèse Sonde Phosphate prochainement soutenue par Mme. Sahar Hani, dirigée par M. Laurent Nussaume, co-financée par la région PACA et labelisée par le pôle Innov’Alliance, a permis d’obtenir des résultats inédits sur le suivi des molécules d’ARN messagers, et ce sur toutes les couches cellulaires de différentes plantes. Ces travaux réalisés entre le CEA et le CNRS, appuyés par l’Université d’Aix-Marseille, ont donné suite à la publication de 2 papiers, dont un dans Nature Plants (à retrouver en bas de l’actu), et d’autres articles sont prévus dans un proche futur.
Contexte :
La transcription joue un rôle clef au sein des cellules en assurant la copie et l’amplification de l’information portée par le matériel génétique (ADN), sous la forme d’ARN messagers (ARNm). Son étude est cruciale pour comprendre le fonctionnement des organismes vivants. En effet, que ce soit chez les animaux ou les végétaux, 5 à 6 % des gènes sont impliqués dans la régulation de ce phénomène, illustrant clairement son importance biologique. Ces travaux facilitent désormais le décryptage des mécanismes de nombreux phénomènes contrôlant le développement et l’adaptation des plantes en réponse aux contraintes de leur environnement.
Explication de la technologie :
Le principe est le suivant : Pour pouvoir visualiser des molécules d’ARNm (soit des objets de 10 à 500 nm), les scientifiques ont exploité l’expression d’une protéine virale fusionnée à un marqueur fluorescent. Cette protéine reconnaît une séquence spécifique d’ARN introduite dans le gène ciblé de la plante dans le gène que l’on souhaite étudier. Lorsque ce dernier est transcrit en ARN, il agrège ainsi 256 protéines fluorescentes sur l’ARNm produit. Ce système permet d’observer directement les zones de transcription de l’ADN au sein du noyau des cellules (Fig1).
Figure 1 : A. Pointe de racine où la coloration bleue révèle les noyaux des cellules.
Figure 1 : B. Détail de cellules ou des spots de transcriptions sont clairement visibles en vert.
Plusieurs premiers résultats grâce à cette nouvelle technologie :
- L’utilisation de cette nouvelle technologie a permis de montrer qu’une plante modulait ses réponses moléculaires (transcription) en moins de 3 à 5 minutes pour réagir aux variations de son environnement nutritif.
- Ces analyses ont également montré une importante hétérogénéité de la transcription entre des cellules censées assurer des fonctions identiques ainsi que des clusterisations potentielles entre allèles au sein du noyau lors des phénomènes de polyploïdisation (multiplication du contenu génétique affectant de nombreuses cellules végétales lors du développement des organes).
Article scientifique disponible :