Silencing transcriptionnel et méthylation de l’ADN chez Arabidopsis thaliana

Le silencing transcriptionnel est un mécanisme essentiel pour moduler l’expression des gènes, par exemple en fonction du stade développemental, et également pour bloquer la transcription des éléments transposables (ETs) dont l’expression peut être délétère. Ce mécanisme est dépendant de diverses modifications de la chromatine, telles que la méthylation ADN et les modifications post-traductionnelles des histones. Le silencing transcriptionnel est souvent associé à des niveaux élevés de méthylation ADN et on observe fréquemment une perte de silencing dans des mutants de gènes impliqués dans la maintenance de cette marque. Toutefois, les gènes et ETs méthylés peuvent cumuler d’autres couches de silencing qui interviennent, pour certaines, indépendamment de la méthylation ADN. Par deux études et approches distinctes nous avons cherché à identifier et comprendre ces voies de silencing indépendante de la méthylation ADN dans la plante modèle Arabidopsis thaliana. Par une première approche de génétique directe à l’aide d’un transgène soumis au silencing nous montrons que l’hélicase REGULATOR OF TELOMERE ELONGATION 1 (RTEL1), impliquée dans la réplication de l’ADN, participe au silencing d’un ensemble de gènes et éléments transposables. La perte de silencing dans le mutant rtel1 n’est pas corrélée à une baisse du niveau de la méthylation ADN ni à une désorganisation de l’hétérochromatine. Cependant, de nombreux loci hétérochromatiques présentent une augmentation des niveaux de méthylations ADN associée à une augmentation de l’accessibilité de la chromatine. La perte de silencing et l’hyperméthylation ADN semblent être des conséquences du stress réplicatif induit par la mutation rtel1. Nos résultats mettent donc en évidence le rôle de RTEL1 dans le silencing transcriptionnel et la prévention de l’hyperméthylation ADN de l’hétérochromatine, fonctions qui pourraient être liées à la réplication de l’ADN.D’autre part, nous nous sommes intéressés aux couches de silencing qui contrôlent l’élément transposable Evadé. En absence de méthylation CG, le silencing de cet élément est maintenu par une autre voie dans les tissus jeunes mais pas dans les tissus adultes. Nos données suggèrent que cette voie serait médiée par la triméthylation de la lysine 27 de l’histone H3 (H3K27me3), marque présente dans les tissus jeunes mais qui serait perdue dans les tissus adultes. Ce contrôle tissu-spécifique pourrait être un mécanisme global et concerné d’autres ETs du génome d’Arabidopsis.