Une nouvelle étude a révélé un mécanisme de reprogrammation non découvert qui permet aux plantes de maintenir leur forme physique au fil des générations.

L'équipe du John Innes Center dirigée par le Dr Xiaoqi Feng a fait cette découverte lors de l'étude des cellules germinales - des cellules spécialisées pour la reproduction sexuée - dans des plantes à fleurs.

Les cellules germinales sont souvent qualifiées d'« immortelles » car elles peuvent transmettre leur matériel génétique à travers les générations. Ils ont fait l'objet de nombreux examens scientifiques.

Cette étude visait à résoudre un débat à long terme sur la question de savoir si les cellules germinales des plantes subissent un événement de reprogrammation de la méthylation de l'ADN à chaque cycle de reproduction.

La méthylation de l'ADN est une modification de l'ADN, qui modifie l'activité de l'ADN sans modifier la séquence génétique. Il s'agit d'une pierre angulaire de l'épigénétique, l'un des domaines les plus dynamiques des sciences de la vie avec le potentiel d'apporter des améliorations à la santé humaine et végétale.

La reprogrammation de la méthylation de l'ADN - connue pour exister chez les animaux - se produit le plus dramatiquement dans les cellules germinales et régule le succès de la reproduction de génération en génération.

Publié aujourd'hui dans Génétique de la nature l'équipe du JIC a travaillé en collaboration avec des collègues de l'Université de Leicester pour révéler pour la première fois l'existence de modifications de la méthylation de l'ADN dans la lignée germinale des plantes à fleurs.

Ils révèlent également le mécanisme par lequel cette reprogrammation se produit - via un processus connu sous le nom de méthylation de l'ADN de novo (à nouveau) et sa signification biologique dans le maintien du succès de reproduction.

Dr Feng, chef de projet au Centre John Innes, explique :« Nous savions que cette réinitialisation de la méthylation de l'ADN est importante et importante chez les animaux où la méthylation est effacée et rétablie entre les générations.

"Mais parce que les plantes transportent très bien les informations sur la méthylation de l'ADN à travers les générations, on croyait qu'il n'y avait pas beaucoup de reprogrammation de méthylation en cours dans les cellules germinales des plantes. Ce que nous avons découvert montre que les cellules germinales végétales subissent également une reprogrammation de méthylation et, sur le plan fonctionnel, c'est essentiel. »

L'équipe du John Innes Center a fait cette découverte en appliquant une analyse génétique à la lignée sexuelle mâle de la plante de référence Arabidopsis thaliana.

La recherche financée par le BBSRC est une percée clé dans la compréhension fondamentale de la régulation épigénétique du développement des plantes.

Le Dr Feng a expliqué :« Nos recherches montrent que la reprogrammation de la méthylation de l'ADN régulée par le développement peut réguler le développement des plantes. Les scientifiques recherchent cela depuis longtemps. Nous montrons que les gènes peuvent être régulés dans des cellules spécifiques via la voie de méthylation de l'ADN de novo, qui est répandu dans de nombreux tissus végétaux, par conséquent, ce mécanisme peut s'appliquer à de nombreux processus dans les plantes. "

« Comprendre comment cela se produit naturellement pendant le développement des plantes est la première étape pour comprendre comment des gènes spécifiques peuvent être ciblés par cette modification épigénétique et donc régulés.

"En outre, comprendre comment la méthylation de l'ADN est héritée par les cellules germinales est essentiel pour comprendre la stabilité transgénérationnelle des changements de méthylation encourus. Les deux sont essentiels pour exploiter l'épigénétique pour l'amélioration des cultures. »