- Stage:129 - Master 2 Recherche Biosciences Végétales

Stage:129

From Master 2 Recherche Biosciences Végétales

Jump to: navigation, search

There is currently no text in this page. You can search for this page title in other pages, search the related logs, or edit this page.

Caractérisation de la cycline A2 comme cible du facteur de transcription NF-YA1


Laboratoire d'accueil : Laboratoire des interactions plantes-microorgaismes (LIPM)
Equipe d'accueil : Dynamique cellulaire et régulation de l'infection symbiotique et du développement nodulaire
Encadrant(e)(s) : Andreas NIEBEL: aniebel@toulouse.inra.fr

L’interaction symbiotique entre les légumineuses et les bactéries appelées Rhizobia met en jeu la formation d’un nouvel organe sur la racine, le nodule, qui comporte des tissus distincts comme un méristème permettant sa croissance indéterminée ainsi que des traces vasculaires et une zone de fixation qui abrite les bactéries et leur permet de fixer l’azote atmosphérique au profit de la plante. Cette symbiose est d’un intérêt agronomique et écologique considérable, puisqu’elle fournit à l’échelle de la planète environ le tiers de l’azote assimilable par les plantes. Au niveau biologique, cette symbiose est un système particulièrement riche pour étudier les interactions plantes - bactéries (dont l’infection est étroitement contrôlée par la plante hôte) ainsi que l’initiation et le développement d’un organe. En effet, le nodule étant un organe facultatif pour la plante, il est plus facile d’étude qu’un organe vital.
Le développement de la génomique a permis, notamment dans notre équipe, d’identifier de nombreux gènes végétaux associés à différentes étapes, précoces ou tardives, de la symbiose (El Yahyaoui et al., 2004, Moreau et al. 2011). Parmi ces gènes nous avons plus particulièrement étudié un facteur de transcription, NF-YA1 (anciennement appelé HAP2-1), dont l’expression est précocement et très fortement induite lors de l’interaction symbiotique entre la bactérie Sinorhizobium meliloti et la légumineuse modèle Medicago truncatula (Combier, 2006). NF-YA1 appartient à la famille des CCAAT box binding proteins qui est une famille de facteurs de transcription très ancienne présente chez tous les eucaryotes, mais particulièrement étudiée chez les animaux à cause de son implication dans le contrôle du cycle cellulaire (voir Dolfini, 2012, Laloum et al., 2012 pour revue).
Nous avons caractérisé en détail un mutant KO de NF-YA1, nf-ya1-1, et montré que plusieurs étapes symbiotiques sont affectées (Combier, 2006 ; Laporte et al. soumis). Tout d’abord, la signalisation symbiotique précoce puis la pénétration des bactéries dans les poils racinaires via des structures appelées « cordons d’infection » sont fortement affectés, une grande majorité des cordons d’infection avortant avant d’avoir atteints les tissus plus profonds de la racine. De plus le méristème nodulaire ne fonctionne pas bien et le développement nodulaire est donc ralenti, aboutissant à de petites structures qui ne fixent pratiquement pas l’azote.
Nous avons récemment mis au point la technique d’Immunoprecipitation de la chromatine (ChIP)au laboratoire et nous avons pu démontrer que le facteur de transcription ERN1 (Cerri et al., 2012) était une cible directe de NFYA1, pouvant expliquer le rôle de NF-YA1 au cours de la signalisation et de l’infection (Laloum&Baudin, en préparation).
Nous cherchons à présent à déterminer les cibles de NF-YA1 dans le contrôle du cycle cellulaire, afin de mieux comprendre son rôle dans le fonctionnement du méristème nodulaire. Plusieurs études de transcriptomique, notamment par RNAseq, pointent fortement vers la cycline A2, qui possède 5 CCAAT box au niveau de son promoteur.
Le but de ce stage de M2R est donc de caractériser cette cycline A2 comme cible directe de MtNF-YA1. Le stage, pour lequel tous les outils moléculaires sont déjà présents et les protocoles bien rodés, comprendra deux grandes séries d’expériences :
1) Identification de la (des) boites CCAAT du promoteur de la cycline A2 auquelle (s) se fixe NF-YA1 par ChIP-PCR dans Medicago.
2) Démonstration de la capacité de NF-YA1 à activer l’expression de cycA2 par transactivation dans le tabac.

Références

Cerri MR, Frances L, Laloum T, Auriac MC, Niebel A, Oldroyd GE, Barker DG, Fournier J, de Carvalho-Niebel F. Medicago truncatula ERN Transcription Factors: Regulatory Interplay with NSP1/NSP2 GRAS Factors and Expression Dynamics throughout Rhizobial Infection. Plant Physiol. 2012 Dec;160(4):2155-72
Combier, J.P., Frugier, F., … Gamas, P., … and Niebel, A. (2006) MtHAP2-1 is a key transcriptional regulator of symbiotic nodule development regulated by microRNA169 in Medicago truncatula. Genes Dev., 20, 3084-3088.
Dolfini, D., Gatta, R., and Mantovani, R. (2012). NF-Y and the transcriptional activation of CCAAT promoters. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 47, 29-49.
El Yahyaoui F, Kuster H, …Niebel A…and Gamas P (2004) Expression profiling in Medicago truncatula identifies more than 750 genes differentially expressed during nodulation, including many potential regulators of the symbiotic program. Plant Physiol 136: 3159–3176.
Laloum T, De Mita S., Gamas P., Baudin M. and Niebel A. (2013) CCAAT-box binding transcription factors in plants: Y so many? Trends in Plant Sciences 18(3) ; 157-166
Laporte P., Lepage A., Fournier J., Catrice O., Moreau S., Larrainzar E., Cook D., Gamas P. and Andreas Niebel. (2013) The CCAAT box-binding transcription factor MtNF-YA1 controls rhizobial infection (article soumis).
Moreau, M., Verdenaud, M.,…., Niebel, A., .... and Pascal Gamas. (2011) Transcription Reprogramming during Root Nodule Development in Medicago truncatula. Plos one 6(1), e16463.