La chromatine est un complexe unique d’ADN et de protéines qui constitue les chromosomes. Des protéines spécifiques (histones) enroulent l’ADN comme de petits tambours de câble pour emballer l’ADN long. Un tambour de câble (constitué de quatre paires d’histones) avec de l’ADN enroulé s’appelle un nucléosome et constitue la plus petite unité de chromatine.
Connue comme le support de la chromatine, la matrice nucléaire intrigue les scientifiques depuis sa découverte dans les années 1970. Même si son existence dans les cellules de mammifères était reconnue, son importance dans les noyaux végétaux restait insaisissable. L’équipe de recherche internationale a maintenant résolu cette énigme, mettant en lumière la composition de la matrice nucléaire et la manière dont la matrice nucléaire influence l’état de la chromatine et le développement des plantes.
L’étude a identifié de nombreuses protéines associées à la matrice nucléaire dans Arabidopsis thaliana. Parmi elles se trouvent des protéines de matrice nucléaire bien connues, notamment AtSUN1, AtSUN2 et AHL22, ainsi que de nouveaux acteurs FRS7 et FRS12.
Cette découverte élargit notre compréhension de la composition moléculaire de la matrice nucléaire.
Prof. Dr. Hua Jiang, chef du groupe de recherche indépendant de l’IPK « Biologie chromosomique appliquée »
La recherche va au-delà de la simple identification des composants ; il approfondit la compréhension des fonctions de la matrice nucléaire et de ses protéines associées dans la régulation de la chromatine. En utilisant le séquençage à l’échelle du génome, les chercheurs ont identifié pour la première fois la répartition à l’échelle du génome des régions attachées par la matrice nucléaire des plantes. « Les résultats montrent une préférence pour la tête et la queue des régions codantes des gènes, principalement liées aux marques épigénétiques actives et aux gènes hautement exprimés, avec certains gènes faiblement exprimés également attachés par la matrice nucléaire », explique Linhao Xu, premier auteur de l’étude. Ces résultats suggèrent des fonctions composées de la matrice nucléaire dans la régulation de la chromatine et de la transcription.
En outre, l’étude dévoile AHL22, en collaboration avec FRS7 et FRS12, en tant que régulateur central de l’élongation de l’hypocotyle, la croissance vers le haut de l’axe embryonnaire d’une plantule végétale, se produisant entre l’émergence du court et de la racine. Le processus est essentiel à la croissance et à la survie des plantes. En régulant l’expression de gènes essentiels à la voie de signalisation de l’auxine, AHL22 fonctionne comme un conducteur pour les régulateurs de la chromatine et de l’épigénétique. « Le complexe AHL22 orchestre l’attachement des gènes à la matrice nucléaire, recrutant l’histone désacétylase HDA15 pour modifier l’acétylation des histones », explique Shiwei Zheng, également premier auteur de l’étude. « Cela positionne le complexe AHL22 comme une plaque tournante centrale pour les régions chromatiniennes et les régulateurs épigénétiques, révélant une facette jusqu’alors inconnue du fonctionnement de la matrice nucléaire. »
Étant donné que la matrice nucléaire sert de régulateur clé des réponses de la chromatine et de son état aux changements environnementaux, explorer la fonction de la matrice nucléaire en réponse à un stress conditionnel devient particulièrement intrigant.
