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Dernière mise à jour : Mai 2018

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SPS - Saclay Plant Sciences

Projet 3: Epigénétique et régulation par des ARN non-codants

Coordination: Martin Crespi / Hervé Vaucheret

Résumé:

L'interaction entre les petits ARN et d'autres ARN non codants (ncRNA), les marques de chromatine et les facteurs de transcription jouent un rôle décisif dans le contrôle de l'expression des gènes. Au cours des dernières années, des petits ARN ont été reliés à des changements épigénétiques et à la régulation post-transcriptionnelle dans une variété de processus de différenciation et / ou de maladies chez les eucaryotes. La capacité des plantes à adapter leur croissance aux stimuli environnementaux grâce à des modifications épigénétiques qui pourraient être transmises à leur descendance, renforce leur utilisation pour l'élucidation de ces mécanismes de régulation. L'objectif principal de ce projet est de comprendre l'action des petits et longs ARN non codants dans l'expression des gènes et la régulation épigénétique, ainsi que la dynamique de ces régulations ncRNA-dépendantes chez les plantes. Nous avons modifié les profils d'expression d’enzymes spécifiques qui contrôlent la production de petits ARN et nous avons caractérisé de nouvelles cibles épigénétiques potentielles de ce mécanisme par des approches « genome-wide » Cela a permis d’approfondir l'analyse de la grande utilité de cette technologie dans l’identification de nouvelles cibles en agriculture. Nous avons également identifié de nouveaux liens entre la régulation de la chromatine et les longs ARN non codants, ainsi qu'une connexion inattendue avec la régulation de l'épissage alternatif. Par conséquent, nous apportons une base pour aborder la manière dont le répertoire des ncRNA et/ou la machinerie liée à l’ARN peuvent améliorer le potentiel épigénétique des plantes.

Objectifs:

1. Identification moléculaire des cibles épigénétiques de la machinerie d’ARN interférence par des approches  « genome-wide ».

2. Architecture subcellulaire et dynamique du trafic des ARN non codants

Principaux résultats:

1. Nous avons identifié de cibles épigénétiques régulées par une nouvelle ARNase de type III spécifique.

2. Identification de la fonction de 2 ARN non codants, APOLO et ASCO, affectant l’organisation de la chromatine et les réponses dynamiques de l’épissage alternatif chez les plantes

Perspectives:

1. Clonage positionnel d’une épimutation et validation d’une nouvelle méthodologie pour générer des épimutations.

2. Analyse du mécanisme à travers lequel les ncRNA impactent l’épissage alternatif

Publications (en septembre 2019):

Ariel F., Jegu T., Latrasse D., Romero-Barrios N., Christ A., Benhamed M., Crespi M. (2014). Noncoding Transcription by Alternative RNA Polymerases Dynamically Regulates an Auxin-Driven Chromatin Loop. Molecular Cell 55(3): 383-396.

Ariel F., Romero-Barrios N., Jegu T., Benhamed M., Crespi M. (2015). Battles and hijacks: noncoding transcription in plants. Trends in Plant Science 20(6): 362-371.

Ariel F., Crespi M. (2017). Alternative splicing: The lord of the rings. Nature Plants 3: doi:10.1038/nplants.2017.1065.

Bardou F., Ariel F., Simpson C.G., Romero-Barrios N., Laporte P., Balzergue S., Brown J.W.S., Crespi M. (2014). Long Noncoding RNA Modulates Alternative Splicing Regulators in Arabidopsis. Developmental Cell 30(2): 166-176.

Elvira-Matelot E., Bardou F., Ariel F., Jauvion V., Bouteiller N., Le Masson I., Cao J., Crespi M.D., Vaucheret H. (2016a). The Nuclear Ribonucleoprotein SmD1 Interplays with Splicing, RNA Quality Control, and Posttranscriptional Gene Silencing in Arabidopsis. Plant Cell 28(2): 426-438.

Elvira-Matelot E., Hachet M., Shamandi N., Comella P., Saez-Vasquez J., Zytnicki M., Vaucheret H. (2016b). Arabidopsis RNASE THREE LIKE2 Modulates the Expression of Protein-Coding Genes via 24-Nucleotide Small Interfering RNA-Directed DNA Methylation. Plant Cell 28(2): 406-425.

Lange H., Zuber H., Sement F.M., Chicher J., Kuhn L., Hammann P., Brunaud V., Berard C., Bouteiller N., Balzergue S., Aubourg S., Martin-Magniette M.-L., Vaucheret H., Gagliardi D. (2014). The RNA Helicases AtMTR4 and HEN2 Target Specific Subsets of Nuclear Transcripts for Degradation by the Nuclear Exosome in Arabidopsis thaliana. PLOS Genetics 10(8): e1004564.

Martínez de Alba A.E., Moreno A.B., Gabriel M., Mallory A.C., Christ A., Bounon R., Balzergue S., Aubourg S., Gautheret D., Crespi M.D., Vaucheret H., Maizel A. (2015). In plants, decapping prevents RDR6-dependent production of small interfering RNAs from endogenous mRNAs. Nucleic Acids Research 43(5): 2902-2913.

Moreno A.B., de Alba A.E.M., Bardou F., Crespi M.D., Vaucheret H., Maizel A., Mallory A.C. (2013). Cytoplasmic and nuclear quality control and turnover of single-stranded RNA modulate post-transcriptional gene silencing in plants. Nucleic Acids Research 41(8): 4699-4708.

Parent J.S., Bouteiller N., Elmayan T., Vaucheret H. (2015). Respective contributions of Arabidopsis DCL2 and DCL4 to RNA silencing. Plant Journal 81(2): 223-232.

Parent J.S., Jauvion V., Bouche N., Beclin C., Hachet M., Zytnicki M., Vaucheret H. (2015). Post-transcriptional gene silencing triggered by sense transgenes involves uncapped antisense RNA and differs from silencing intentionally triggered by antisense transgenes. Nucleic Acids Research 43(17): 8464-8475.

Rodriguez-Granados N.Y., Ramirez-Prado J.S., Veluchamy A., Latrasse D., Raynaud C., Crespi M., Ariel F., Benhamed M. (2016). Put your 3D glasses on: plant chromatin is on show. Journal of Experimental Botany 67(11): 3205-3221.

Shamandi N., Zytnicki M., Charbonnel C., Elvira-Matelot E., Bochnakian A., Comella P., Mallory A.C., Lepere G., Saez-Vasquez J., Vaucheret H. (2015). Plants Encode a General siRNA Suppressor That Is Induced and Suppressed by Viruses. PLOS Biology 13(12): e1002326.

Swarup R., Crespi M., Bennett M.J. (2016). One Gene, Many Proteins: Mapping Cell-Specific Alternative Splicing in Plants. Developmental Cell 39(4): 383-385.

Tran V.D.T., Souiai O., Romero-Barrios N., Crespi M., Gautheret D. (2016). Detection of generic differential RNA processing events from RNA-seq data. RNA Biology 13(1): 59-67.

Veluchamy A., Jégu T., Ariel F., Latrasse D., Mariappan K.G., Kim S.-K., Crespi M., Hirt H., Bergounioux C., Raynaud C., Benhamed M. (2016). LHP1 Regulates H3K27me3 Spreading and Shapes the Three-Dimensional Conformation of the Arabidopsis Genome. PLOS ONE 11(7): e0158936.

Yu A., Saudemont B., Bouteiller N., Elvira-Matelot E., Lepere G., Parent J.S., Morel J.B., Cao J., Elmayan T., Vaucheret H. (2015). Second-Site Mutagenesis of a Hypomorphic argonaute1 Allele Identifies SUPERKILLER3 as an Endogenous Suppressor of Transgene Posttranscriptional Gene Silencing. Plant Physiology 169(2): 1266-1274.

Communications lors de congrès:

RNA workshop Arabidopsis Meeting, Vienna, Austria (F. Bardou selected oral pres., M. Crespi invited) Juillet 2012

Cold Spring Harbor New York (J-S. Parent: selected oral pres.)

10th International Plant Molecular Biology Meeting, IPMB, Jeju, South Corea (M.Crespi invited) Novembre 2012

Cold Spring Harbor Asia Epigenetics (F. Ariel: selected oral pres.) Novembre 2012

Satellite to ASPB Meeting, Post-transcriptional regulation of Gene expression Workshop, Providence, USA (M. Crespi, invited speaker) Juillet 2012

Non-coding RNA in Plants, Wittenberg, Germany (M. Crespi, invited speaker) Juillet 2012

72nd Harden Conference RNA Regulators of Gene Expression (H Vaucheret, plenary speaker), Cambridge, UK, 28-30 juillet 2012

Cold Spring Harbor Asia Epigenetics (H Vaucheret, plenary speaker), 29 octobre – 2 novembre 2012

Conférence Jacques Monod RNA, key coordinator of gene expression (H Vaucheret, plenary speaker), 7-11 octobre 2012

Post-transcriptional regulation of Gene expression Workshop, Poznan, Polland (M. Crespi, invited speaker; Ariel F. selected oral pres.) Septembre 2013

EMBO Meeting, Heidelberg (Ariel F., selected oral pres.) Novembre 2013

EU COST meeting on Development of novel non-transgenic strategies for plant virus control (H Vaucheret, plenary speaker), Kandersteg, Suisse, 13-14 mai 2013

Molecular Plant-Microbe Interactions symposium (H Vaucheret, plenary speaker), Taipei, Taiwan, 3-4 octobre 2013

EMBO|EMBL Symposium: Non-Coding Genome (Nahid Shamandi, short talk), Heidelberg, Allemagne, 9-10 octobre 2013

Workshop ARN non codants (H Vaucheret, plenary speaker), Paris, 19 décembre 2013

EFSA workshop Risk assessment considerations for RNAi-based GM plants (H Vaucheret, plenary speaker), Bruxelles, Belgique, 4-5 juin 2014

Plant Post-transcriptional Gene Expression Regulation in Plants PGRP2015 (M. Crespi, invited speaker) Poznan, Polland, Juin 2014

Post-transcriptional Regulation of Gene expression in Plants, satellite workshop to ICAR 2015 (H. Vaucheret, plenary speaker), Paris, France, 10-11 juin 2015, (M. Crespi President and Organizer)

The non-coding genome (M. Crespi, invited speaker), UPMC, Paris, 2015

ICAR 2015 (M. Crespi, invited speaker), Paris 2015

Cold Spring Harbor Asia Conference on RNA Biology (H. Vaucheret, plenary speaker), Suzhou, Chine, 14-18 novembre 2016

Cold Spring Harbor Asia Conference on RNA Biology (M. Crespi, plenary speaker), Suzhou, Chine, 14-18 novembre 2016

Induced Plant Development Meeting Cambridge, Sainsbury Lab (M. Crespi, plenary speaker), Cambridge, UK, Avril 2016

SPLICING 2016 (M. Crespi invited speaker), Caparica, Portugal, Juin 2016

Royal Society Symposium on Small RNA Pathways (H. Vaucheret, plenary speaker), Edinburgh, Scotland, Mars 2017

The short and the Long ncRNAs, (M. Crespi, invited speaker), Crete, Greece, Juin 2017