Petits ARN et contrôle du cycle cellulaire chez les plantes
Le contrôle des étapes du cycle cellulaire nécessite l’accumulation dynamique d’ARN et de protéines spécifiques. Chez les mammifères une classe de petits ARN, les microARN (miARN), participe à ce contrôle et certains sont impliqués dans des maladies prolifératives comme le cancer. Le rôle des miARN dans le contrôle de la prolifération cellulaire au sein des méristèmes reste encore peu compris chez les plantes. Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, la déplétion d’AGO1, l’effecteur majeur des miARN, inhibe la division cellulaire. Une analyse globale des miRNAs et de leurs produits de clivage a permis de comprendre l'impact de cette voie de régulation dans l'expression des 13000 gènes exprimés de manière différentielle au cours du cycle cellulaire chez les végétaux. Ces travaux ont été publiés dans la revue The Plant Cell.
La prolifération et la croissance cellulaire sont à la base du développement et de la reproduction de tout organisme eucaryote. Le contrôle étroit de chaque étape du cycle cellulaire est nécessaire pour éviter une prolifération anormale des cellules. Chez les mammifères, notamment chez l'homme, une classe de petits ARN, les microARN (miARN) contrôlent l’expression de nombreux gènes du cycle cellulaire et des miRNAs ont été impliqués dans un certain nombre de maladies, y compris les maladies prolifératives telles que le cancer.
Les miARN sont incorporés dans un complexe protéique appelé RISC qui permet de contrôler la stabilité et la traduction des ARN messagers (ARNm). Un composant central du complexe RISC est la protéine ARGONAUTE (AGO) qui lie le miARN mature et l’oriente de sorte à interagir avec les ARNm cibles. Dans cette étude, les chercheurs se sont intéressés à la régulation et la fonction de la protéine AGO1, l’effecteur majeur des miARN chez Arabidopsis thaliana. Ils ont tout d’abord montré que la déplétion d’AGO1 altère la division cellulaire dans les méristèmes sans toutefois bloquer les cellules à une phase particulière du cycle cellulaire. Puis ils ont utilisé des cellules de tabac hautement synchronisables pour analyser le répertoire des petits ARN totaux et ceux associés à AGO1 au cours des différentes phases du cycle cellulaire.
Cette analyse a révélé que chez les plantes, seuls quelques miARN présentent une expression différentielle au cours du cycle cellulaire et ne ciblent qu’une faible proportion des 13000 gènes exprimés de façon différentielle au cours du cycle cellulaire. Toutefois ces miARN pourraient jouer un rôle important au cours du cycle cellulaire en atténuant l’expression de plusieurs facteurs de transcription et de gènes de résistance. Les chercheurs ont également démontré que la protéine AGO1 se lie à un ensemble de petits ARN dérivés d’ARN de transfert (les tRF) qui ont la capacité de cibler des éléments transposables.
© Adrien Trolet
Pour en savoir plus :
Cell Cycle-dependent Regulation and Function of ARGONAUTE1 in Plants.
Trolet A, Baldrich P, Criqui MC, Dubois M, Clavel M, Meyers BC, Genschik P.
Plant Cell. 2019 Jun 12. pii: tpc.00069.2019. doi: 10.1105/tpc.19.00069. [Epub ahead of print]