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Parutions

 

Contrôle paternel du développement embryonnaire

 

Des chercheurs de l’Institut des Sciences Végétales de Gif-sur-Yvette en collaboration avec des chercheurs américains viennent de décrypter les bases moléculaires de la première division cellulaire asymétrique de l’embryon de la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ces résultats qui démontrent un effet paternel du gène SSP sont publiés le 13 mars 2009 dans la revue Science.

 

Le développement des organismes vivants, animaux et végétaux, suit un plan complexe qui dépend d’une forte coordination spatio-temporelle des divisions cellulaires. Ainsi, chez la plante, le développement précoce de l’embryon s’effectue suivant un plan précis de divisions cellulaires. Après la fécondation, la cellule œuf ou zygote s’allonge fortement et se divise de manière asymétrique pour donner naissance à une grande cellule dite cellule basale et une autre plus petite dite cellule apicale. Le destin de ces deux cellules diffère profondément. La petite cellule apicale formera l’embryon proprement dit tandis que la grande cellule basale continuera à se diviser transversalement pour former une pile de 7 à 9 cellules dont la partie supérieure donnera naissance au méristème racinaire (zone de croissance des racines) et le reste formera les cellules du système suspenseur qui reliera l’embryon à la plante-mère.

Les bases moléculaires qui conduisent à la première division asymétrique de l’embryon chez les plantes restent encore mal connues. En 2004, le groupe de C. Sommerville (Université de Stanford) a mis en évidence plusieurs mutations qui affectent le développement des cellules du suspenseur chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ce travail a notamment démontré l’importance de la protéine kinase codée par le gène YODA dans le contrôle de l’allongement du zygote (1).

Dans une nouvelle étude menée en collaboration entre l’équipe de W. Lukowitz (Cold Spring Harbor Laboratory) et celle de T. Meinnel à l’Institut des Sciences Végétales, un autre mutant de ce type dénommé SHORT SUSPENSOR ou SSP a été analysé.

Les chercheurs ont montré que le gène SSP qui code également pour un récepteur kinase régule en amont l’action de YODA par un mécanisme très original. En effet, les ARN messagers transcrits à partir du gène SSP s’accumulent en effet dans le gamète mâle (le grain de pollen) mais n’y sont pas immédiatement traduits en protéine. Ce n’est que lorsque l’ARN messager est délivré au zygote lors de la fécondation, que la protéine est traduite, puis modifiée de manière post-traductionnelle. Elle active la voie YODA et déclenche la première division asymétrique. Il est à noter qu’une propriété originale de la protéine SSP concerne la double modification post-traductionnelle qu’elle subit par ajout de groupements lipidiques à son extrémité N-terminale (pour revue voir 2). Le lien covalent des deux fonctions myristate et palmitate à la protéine est essentiel pour lui permettre d’acquérir sa fonction sur la membrane plasmique et d’y recruter la voie de signalisation de YODA. Les mutants de SSP se caractérisent donc par un effet paternel, le gamète mâle possédant une des clés du signal requis pour la formation du futur embryon.

 

Schéma de division cellulaire asymétrique

 

 

plusRéférences

(1) A MAPKK kinase gene regulates extra-embryonic cell fate in Arabidopsis.
W. Lukowitz, A. Roeder, D. Parmenter & C. Somerville.
Cell (2004), 116 :109-119

(2) Protein lipidation meets proteomics.
T. Meinnel & C. Giglione.
Frontiers in bioscience, (2008), 13 : 6326-6340

 

En savoir plus

  • M. Bayer, T. Nawy, C. Giglione, M. Galli, T. Meinnel & W. Lukowitz
    Paternal control of embryonic patterning in Arabidopsis thaliana
    Science (2009) 323 :1485-1488.
  • Grossniklaus, U.
    Plant science. Paternal patterning cue.
    Science (2009) 323:1439-40.

 

Contacts chercheurs

Carmela Giglione
Thierry Meinnel

Institut des Sciences Végétales
UPR 2355 - CNRS
Bâtiment 23
Avenue de la terrasse
91198 Gif sur Yvette cedex

 

plusWeb de l'équipe

http://www.isv.cnrs-gif.fr/isv/recherche/tm/tm.html

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