Jörg Becker, José Feijó et leurs équipes à l'Institut Gulbenkian des Sciences à Oeiras (IGC) et Robert Martienssen et ses collègues de Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) aux Etats-Unis ont découvert un mécanisme qui contrôle l'expression des transposons dans les grains de pollen, mécanisme qui s'étend apparemment également à d'autres êtres eucaryotes, comme les Téphritides (Mouches des fruits), les Amibes et les algues.
Les transposons sont des séquences d'ADN capables de se déplacer et de se multiplier de manière autonome dans un génome. Ces éléments transposables sont un des constituants les plus importants des génomes eucaryotes. Ils constituent près de 45% du génome humain. Si l'insertion a lieu dans une position du génome différente de la position originale, cela peut modifier la fonction et l'organisation des autres gènes. De plus, si celle-ci a lieu au niveau des cellules sexuelles, il existe aussi un risque de transmission de mutations cancérigènes aux générations suivantes.
Keith Slotkin du groupe de Robert Martienssen a observé de façon surprenante que les transposons, généralement silencieux dans la plante adulte d'Arabidopsis thaliana, sont activés dans le pollen. Les grains de pollen sont constitués par deux ou trois noyaux haploïdes : le plus gros est le noyau végétatif, les autres sont les noyaux reproducteurs. Le noyau végétatif n'apporte pas de matériel génétique à la nouvelle plante, contrairement aux cellules sexuelles. Grâce à la technique développée par le groupe de Jörg Becker à l'IGC, les chercheurs ont pu localiser plus précisément l'activité des transposons dans le noyau végétatif et démontrer ainsi leur rôle fondamental dans le contrôle de l'expression de ces éléments dans les cellules sexuelles.
La technique de Becker leur a permis de comparer le matériel génétique des différents noyaux et de mettre en évidence l'activation de transposons dans l'ADN du noyau végétatif, et leur mise sous silence dans l'ADN héréditaire des cellules sexuelles. Les chercheurs ont alors voulu comprendre pourquoi les transposons n'étaient pas activés dans les cellules sexuelles. Ils ont utilisé de nouveau la technique innovante de séparation des cellules reposant sur la cytométrie en flux développée à l'IGC et ont ainsi pu vérifié que des petits ARN d'interférence (siRNA) s'accumulaient dans les cellules sexuelles voisines. Les chercheurs pensent que ces siRNA agissent sur les transposons et mettent sous silence leur expression, prévenant ainsi les effets mutagéniques de ces derniers. Cette découverte a été possible grâce au travail côte à côte à l'IGC entre les groupes qui font de la recherche sur le développement des grains de pollen et ceux qui développent des techniques de séparation de cellules du système immunitaire.
- [1] Slotkin et al, Epigenetic Reprogramming and Small RNA Silencing of Transposable Elements in Pollen, Cell, (2009),doi:10.1016/j.cell.2008.12.038 - Ana Godinho, Unidade de Informação e Comunicação de Ciência, Instituto Gulbenkian de Ciência, E-mail: agodinho@igc.gulbenkian.pt - Jörg Becker, Instituto Gulbenkian de Ciência, E-mail: jbecker@igc.gulbenkian.pt
"Técnica inovadora portuguesa permite elucidar o processo de silenciamento de genes nos grãos de polén" - Communiqué de Presse Institut Gulbenkian des Sciences - 5/02/2009
