Chez les plantes, comme chez tous les organismes à reproduction sexuée, le développement d'un embryon nécessite la fusion de deux gamètes. Ces deux gamètes, l'ovule de la mère et le sperme du père, portent chacun une copie du génome, qui forment ensemble la constitution génétique de la progéniture. Cependant, alors que l’ovule ressemble essentiellement à n’importe quelle autre cellule somatique de la plante, le spermatozoïde est hautement spécialisé. Il a perdu l’essentiel de sa machinerie cellulaire et son ADN a subi d’importantes modifications.
L’une des modifications les plus importantes du génome paternel est la reprogrammation de l’épigénome. L’épigénome est une couche chimique située au-dessus de la séquence d’ADN, qui contrôle la manière dont les informations contenues dans l’ADN sont lues. Bien que ces marques soient fidèlement transmises par la mitose lors de la division cellulaire, elles doivent être partiellement effacées dans les gamètes pour permettre la création d’un organisme nouveau et unique.
Dans les spermatozoïdes, cet événement de reprogrammation est particulièrement étendu et spécifique. Même si la plupart des marques sont effacées, certaines marques situées dans des régions spécifiques du génome sont conservées. Cela garantit que les informations nécessaires à la germination des graines et à l'établissement des plantules sont préservées, tout en permettant de remanier toutes les autres marques spécifiant les caractères des plantes.
La manière dont cet exploit remarquable est réalisé a fait l’objet d’intenses recherches ces dernières années. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Plants, apporte un nouvel éclairage sur ce mécanisme en révélant comment une protéine appelée DEMETER cible et supprime spécifiquement les marques qui doivent être effacées.
Les chercheurs ont utilisé une combinaison d’approches génétiques, moléculaires et biochimiques pour montrer que DEMETER est spécifiquement recruté dans les régions du génome qui doivent être reprogrammées dans les spermatozoïdes. Une fois sur place, il agit comme une gomme moléculaire, effaçant les marques mises en place au cours de la vie de la plante. Cela garantit que les spermatozoïdes transportent les informations épigénétiques correctes pour la génération suivante.
Ces travaux fournissent un aperçu crucial de la manière dont les plantes garantissent à leur progéniture un bon départ épigénétique dans la vie. Cela ouvre également de nouvelles voies pour étudier la manière dont l’épigénome est régulé chez d’autres organismes et comment il contribue à la diversité et à l’adaptation des plantes.
Principales conclusions
* DEMETER est un régulateur clé de la reprogrammation épigénétique des spermatozoïdes
* DEMETER cible et supprime spécifiquement les marques épigénétiques qui doivent être effacées
* Cela garantit que les spermatozoïdes transportent les informations épigénétiques correctes pour la prochaine génération
