Le facteur de transcription LEC2 présente un double mode d’action conservé chez les plantes à fleurs

Chez les procaryotes comme chez les eucaryotes, le niveau d'expression des gènes est régulé par des facteurs de transcription. Ces protéines peuvent reconnaître des séquences régulatrices cis-spécifiques situées dans les promoteurs et recruter ou exclure la machinerie transcriptionnelle afin d'activer ou de réprimer l'expression des gènes. Plusieurs aspects du développement des graines, notamment l'embryogenèse, la maturation ou la germination, sont régulés par une famille particulière de facteurs de transcription de la famille B3 aux mécanismes d’action mal compris.

Chez Arabidopsis thaliana, le développement de la graine est largement contrôlé par un ensemble de facteurs de transcription, appelés LAFL, dont LEAFY COTYLEDON 1 et 2 (LEC1 et LEC2). Ces facteurs maîtres sont spécifiquement exprimés à des stades précoces dans l’embryon en développement. Ils contrôlent également l’embryogenèse somatique, un processus permettant la formation d’embryons à partir de cellules non germinales. Une analyse structure-fonction du facteur de transcription LEC2 a révélé l’existence de plusieurs domaines fonctionnels d’activation de la transcription, en plus de son domaine de liaison à l’ADN. De façon surprenante, un facteur de transcription LEC2 dépourvu de ces domaines d’activation est fonctionnel dans la graine. Ce résultat suggère que LEC2 pourrait également activer l’expression des gènes de manière indirecte, probablement en agissant au sein d’un complexe protéique en le guidant vers des promoteurs spécifiques sans activer directement lui-même la transcription.

Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives sur le rôle des facteurs maîtres dans la régulation de l’embryogenèse zygotique et somatique. Ils devront être poursuivis par des expériences complémentaires pour identifier les gènes cibles, dont la régulation ne nécessite pas l’activation directe de la transcription.

Dans un contexte durable, l’utilisation des graines, organes de réserve, pour la production de molécules adaptées à une nouvelle chimie du carbone ou de métabolites secondaires à potentiel thérapeutique et/ou industriel est un objectif majeur. Une meilleure compréhension de la régulation transcriptionnelle de ces facteurs régulateurs clefs est une piste pour augmenter la concentration de composés ciblés d’intérêt agro-industriel.



Schéma d’action du facteur LEC2 avec ou sans ses domaines d’activation de la transcription



Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal en collaboration.