Analyse fonctionnelle du facteur de transcription OCL1 par la caractérisation de ses partenaires protéiques et de ses gènes cibles chez le maïs
Institution:
École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Epidermis is multi-functional tissue which differentiation is essential for the development and protection of plant. In maize, OCL1 encoding an HD-ZIP IV transcription factor is specifically expressed in young epidermal cells. Moreover in Arabidopsis, some members of thi family play crucial roles in the differentation and maintenance of the epidermal cell fate. The aim of this work was to make up the functional characterization of OCL1 through the characterization of its target genes and interacting proteins. We first demonstrated in planta its interaction with ZmSWI3C1, a putative chromatin remodeling protein. We showed a tight co-expression of OCL1 with ZmSWI3C1 that allowed us to hypothesis for a regulatory role of OCL1 via a chromatin remodeling. Secondly, a trancriptome analysis of planets over-expressing OCL1 (OCL-OE) allowed us to identify 11 direct or indirect target genes of OCL1. The majority of them are putatively involved in lipid metabolism, defense or cuticle biosynthesis, in particular two genes encoding putative transporter of lipid/cuticle compounds ZmLtpII. 12 and ZmWBC11a. In support of these annotations, we showed changes in the reduction level of epicuticular wax compounds of OCL1-OE leaves, correlated with the transcriptional up-regulation a gene coding for a particular maize fatty acylCoA reductase. We also demonstrated the trans-activation of ZmLtpII. 12 and ZmWBC11a by OCL1. A L1box, the cis-element recognize by HD-ZIP proteins in Arabidopsis, was found in the first intron of ZmWBC11a and was required for the direct activation of ZmWBC11a by OCL1.
Abstract FR:
L'épiderme est un tissu multi-fonctionnel dont la différenciation est essentielle pour le développement et la protection de la plante. Chez le maïs, OCL1 codant pour un facteur de transcription HD-ZIP IV s'exprime spécifiquement dans les cellules externes de l'embryon avant toute différenciation cytologique de l'épiderme, puis dans l'épiderme de plusieurs organes. De plus chez Arabidopsis, certains membres de cette famille jouent des rôles prépondérants dans la différenciation et la maintien de l'identité épidermique. Le but de ce travail a été de réaliser une caractérisation fonctionelle d'OCL1 par la caractérisation de ses interacteurs et de ses gènes cibles. Nous avons tout d'abord démontré son interaction in planta avec ZmSWI3C1 une prtéine possiblement impliquée dans le remodelage de la chromatine. Nous avons montré une étroite co-expression d'OCL1 avec ZmSWI3C1 ce qui laisse penser qu'OCL1 pourrait jouer son rôle régulateur via un remodelage de la chromatine. Dans un deuxième volet, une analyse transciptomique de plantules sur-exprimant OCL1 (OCL1-OE) nous a permis d'identifier 11 gènes cible d'OCL1 directs ou indirects. La majorité d'entre eux pourraient être impliqués dans le métabolisme des lipides, la défense des plantes ou la biosynthèse de la cuticule, en particulier ZmLtpII. 12 et ZmWBC1 1a deux gènes codants pour des transporteurs de composés lipidiques et/ou cuticulaires. En appui de ces annotations, nous avons montré une augmentation de composés réduits dans la cuticule des feuilles OCL1-OE corrélés avec une surexpression d'un gène codant pour une réductase des acides gras du type VLCFAs. Nous avons également démontré la trans-activation de ZmLtpII. 12 et ZmWBC11a par OCL1. Une boîte L1, l'élément cis reconnu par les protéines HD-ZIP IV chez Arabidopsis, a été trouvé au sein du premier intron de ZmWBC11a et est nécessaire pour l'activation directe de ZmWBC11a par OCL1.