Des Casques Bleus chez les plantes Un microARN, miR164, stabilise les frontières dans le méristème The UN peace-keeping force in the plants A microRNA, miR164, stabilizes the boundary domain in the meristem

Chez les plantes, tous les organes latéraux de la partie aérienne, qu’il s’agisse de feuilles ou de pièces florales comme les pétales ou les étamines, sont issus des méristèmes. Ces structures en prolifération contiennent les cellules souches de la plante et sont le siège d’une organogenèse continue. Au sein des méristèmes, suivant un minutage et à une position finement contrôlés, un groupe de cellules va s’individualiser, bourgeonner en un primordium et donner naissance à un organe (Figure 1). Les primordia d’organes sont séparés entre eux et du méristème par un domaine frontière formé par un ruban de cellules. Les cellules appartenant à ces domaines sont reconnaissables par les gènes qu’elles expriment. Ainsi, chez la plante modèle Arabidospis thaliana, les cellules des domaines frontières expriment les gènes CUC1, 2 et 3 [1-3]. Ces marqueurs moléculaires des domaines frontières en sont aussi des déterminants majeurs, puisque l’inactivation d’un ou de plusieurs d’entre eux conduit à des défauts de spécification du domaine frontière entraînant des fusions entre organes. Par exemple, le double mutant cuc1 cuc2 se caractérise par une fusion des cotylédons, leur donnant une apparence de coupe (d’où le nom des gènes CUP-SHAPED COTYLEDON, cotylédon en forme de coupe), et une fusion entre sépales et entre étamines. Les gènes CUC1, 2 et 3 codent pour des protéines qui font partie de la famille des facteurs de transcription de type NAC, comprenant chez Arabidopsis plus d’une centaine de membres. Bien que très proches, ces trois gènes se distinguent néanmoins par l’existence d’un site de fixation d’un microARN (miARN), miR164, sur les transcrits des gènes CUC1 et CUC2, ce site étant absent du transcrit de CUC3. Les miARN, identifiés à la fois chez les animaux et les végétaux, sont de petits ARN simple brin d’environ 21 nucléotides qui règlent de façon post-transcriptionnelle l’expression de gènes cibles avec lesquels ils présentent une complémentarité de séquence [4]. Chez les plantes, les miARN ont été identifiés physiquement par séquençage de banques de petits ARN ou prédits par différents algorithmes bio-informatiques. Parallèlement, les cibles potentielles de ces miARN ont été prédites grâce à la complémentarité de séquence entre le miARN et ses cibles. Ainsi, miR164 pourrait cibler 6 facteurs de transcription de la famille NAC, dont CUC1 et CUC2, et serait produit à partir de 3 gènes MIR164A, B et C [5] (Figure 2). Ces prédictions ont été validées expérimentalement de plusieurs façons. La plupart des miARN végétaux contrôlent l’expression de leurs cibles en induisant le clivage de leurs transcrits entre les nucléotides appariés aux 10^e et 11^e nucléotides du miARN. La détection des produits de clivage peut alors servir de trace de l’action du miARN. De tels produits de clivage ont été effectivement observés pour CUC1 et CUC2 [6]. Le séquençage de l’extrémité du fragment 3’ a révélé que le clivage avait eu lieu au niveau du site de fixation de miR164, impliquant ainsi directement ce miARN dans ce processus. De plus, miR164 est effectivement produit par les 3 gènes MIR164A, B et C, puisque leur surexpression provoque une augmentation du contenu en miR164, ce qui entraîne une diminution du niveau d’accumulation des transcrits des gènes CUC1 et 2. Comme attendu, la réduction de l’expression des gènes CUC conduit à des anomalies développementales embryonnaires ou florales similaires à celles des doubles mutants cuc1 cuc2 [7-10] (Figure 3). Se pose ensuite la question du rôle de la régulation des gènes CUC1 et CUC2 par miR164 au cours du développement. Pour y répondre, une démarche classique de génétique a été suivie, visant à perturber ou …