Analyse fonctionnelle du promoteur de la cembrane-triène-ol-synthase spécifique des trichomes de Nicotiana sylvestris
Institution:
Université Joseph Fourier (Grenoble)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Ln Nicotiana. Sylvestris, secretory glandular trichomes (SGTs) are tissues that specifically produce volatil compounds. This specificity is th consequence of the specific transcriptional expression of Terpene synthase genes in SGTs. Promoters of these genes are of significant interest becaus they may be used in plant bioengineering to produce high value biomolecules (taxol, artemisinine, sentalol) in SGTs. The promoter of the Cembram diol-synthase gene NsTPS02a was isolated and transfected in transgenic N. Sylvestris. This PIlNsTPS02a promoter was strongly active in SGTs head cell: Using the GUS reporter gene, deletion analysis of the promoter in stable lines of Nicotiana showed that IWo regions, 4c (lOOpb) and 400c (360pb), a required for trichome-specific expression. When placed upstream of a minimum 35 pro. Moter (-46) and the GUS gene, the 4c region provides trichome-specific expression profil. These experiments demonstrate that the 4c element is necessary and sufficient to mimic the full-length promote Based on deletion analysis, the 400c fragment could play a repressing role in the epidermal and root cells. Using yeast one-hybrid assay, we isolated putative trichome transcription factor, NsZnf that potentially binds the 400pb fragment. This protein belongs to the GAT A-ZincFinger famil)Computation analysis shows that the protein harbors a single zinc finger domain together with a CCT domain and a Tify domain often involved i homodimerization. Finally, we show by transient expression in N. Benthamiana that NsZnf is localized in the nucleus consistently with its role a transcription factor. This work should help understanding transcription al regulation in SGTs and can help in designing tools for the production ( molecules in biotechnology
Abstract FR:
Chez le tabac, les tri chomes glandulaires sécréteurs (TGSs) sont des structures pluricellulaires où s'effectuent la synthèse et la sécrétion de nombreux composés volatiles. Cette production spécifique de composés volatiles dans les TGSs est la conséquence de la spécificité de l'expression transcriptionnelle des gènes des Terpènes synthases. Les promoteurs de ces gènes sont d'un grand intérêt parce qu'ils peuvent être utilisés en bioingénieurie pour produire des biomolécules à forte valeur ajoutées (taxol, l'artémisinine, sentalol) dans TGSs. Le promoteur de la Cembratriène¬diol-synthase (PIlNsTPS02a) a été isolé et transfecté dans N. Sylvestris. Ce promoteur est très actif dans les cellules de têtes des TGSs. L'analyse par délétions du promoteur a montré que deux fragments, 4c (1 OOpb) et 400c (360 pb) sont importants pour l'expression spécifique dans les têtes de trichomes. La région de 4c a été placée en amont du promoteur 35S minimum (-46) et du gène rapporteur GUS. Nous avons ainsi démontré que cet élément est nécessaire et suffisant pour une expression dans les têtes de TGSs. Le fragment 400c pourrait jouer un rôle dans la répression du PIlNsTPS02a dans les cellules épidermiques et dans certaines parties des racines. Enfin, nous avons isolé par crible simple-hybride dans la levure un facteur de transcription putatif du trichome (NsZnF) qui pourrait reconnaître le fragment 400c. Cette protéine appartient à la famille des facteurs de transcription GAT A-ZincFinger. L'analyse bioinformatique a montré l'existence d'un doigt de zinc (domaine de fixation à l'ADN), d'un domaine CCT (localisation nucléaire) et un domaine TIF Y potentiellement impliqué dans l'homodimérisation. L'expression transitoire dans N. Benthamiana montre une localisation nucléaire de NsZnf compatible avec son rôle de facteur de transcription. Ces travaux devraient permettre une meilleure compréhension des mécanismes de régulation transcriptionelle dans les TGSs et pourront servir au développement d'outils de production en bioingénieurie.