SCEP1 et SCEP2 sont essentielles à la méiose chez Arabidopsis thaliana

La méiose est au cœur de la reproduction sexuée des eucaryotes. Elle permet la formation de gamètes qui véhiculent la moitié de l’information génétique d’un individu, sous forme de chromosomes. Les gamètes mâle et femelle fusionnent ensuite lors de la fécondation pour créer un nouvel individu. Lors de la méiose, les paires de chromosomes forment des “crossovers”, qui échangent réciproquement des fragments de chromosomes et qui sont essentiels pour que chaque gamète reçoive une copie et une seule de chaque chromosome. Ces crossovers sont une source de diversité génétique cruciale à la création de nouvelles variétés. Le nombre et la position de ces crossovers sont régulés par un ensemble de protéines dont certaines forment une structure appelée le complexe synaptonémal. L’objectif de ce travail était de mieux comprendre l’architecture et le rôle du complexe synaptonémal. Très peu de protéines appartenant au complexe synaptonémal avaient été identifiées chez les plantes.

Dans ce travail de l'équipe "Mécanismes de la Méiose" MeioMe, en collaboration avec l'I2BC et le Max Planck Institute for Plant Breeding Research, Cologne, Allemagne, deux nouvelles petites protéines appelées, SCEP1 et SCEP2, ont été identifiées et caractérisées. Les prédictions structurales obtenues avec Alphafold proposent que ces deux protéines forment un complexe que l’on a pu détecter au centre du complexe synaptonémal de la plante Arabidopsis thaliana. Lorsque SCEP1 et/ou SCEP2 ne sont pas exprimées, le complexe synaptonémal n’est plus formé, il y a plus de crossovers par paires de chromosomes mais certains chromosomes ne reçoivent pas de crossovers engendrant des défauts dans la formation des gamètes et une baisse de la fertilité des plantes. Ces deux protéines jouent ainsi un rôle central dans la méiose, et donc dans la reproduction sexuée.

Des protéines similaires à SCEP1 et SCEP2 ont été trouvées et prédites comme formant un complexe de structure similaire à celui des protéines d’arabidopsis dans la majorité des espèces représentatives des plantes à fleurs.