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Mots-clés :Arabidopsis thaliana - Physcomitrella patens- méiose - recombinaison méiotique - recombinaison mitotique- Reconnaissance des mésappariements - ciblage génique - mutants

Ecole(s) doctorale(s) de rattachement :ED 145 Sciences du végétal
 
Contacts :

Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech
Bâtiment 7
INRA Centre de Versailles-Grignon
Route de St-Cyr (RD10)
78026 Versailles Cedex France

tél : +33 (0)1 30 83 30 00 - fax : +33 (0)1 30 83 33 19


Responsable
Fabien Nogué

Chargé de Recherche

Anouchka Guyon-Debast
Assistant-ingénieur

Kostlend Mara
Ingénieur d'étude
du 1/3/15 au 31/9/17

 

Cécile Collonnier
Ingénieur de recherche

Florence Charlot
Assistant-ingénieur

 

 

Anciens membres
de l'équipe

 

 

 

Résumé :

Mécanismes de l'intégration ciblée des transgènes.
Les fréquences de recombinaison trouvées chez P. patens font de cette mousse un organisme potentiellement modèle pour l’analyse des mécanismes de la recombinaison homologue mitotique chez les végétaux et du ciblage génique qui en découle. La problématique de base de notre groupe est de déterminer quels sont les éléments de la machinerie de recombinaison homologue de Physcomitrella patens qui permettent un tel taux de ciblage génique par rapport à ce qui est possible chez les eucaryotes supérieurs en général et chez les plantes en particulier. Nous possédons à l’heure actuelle des mutants « perte de fonction » pour un grand nombre de gènes représentatifs des différentes voies de réparation de l’ADN chez les eucaryotes. Les gènes suivants ont été délétés : RAD50, MRE11, LigIV, RAD1, RAD10, RAD51, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54, leurs rôles respectifs dans le ciblage génique est en cours d’étude.

Utilisation de Physcomitrella patens comme outil d’analyse fonctionnelle.
Les fréquences de recombinaison trouvées chez P. patens permettent, comme chez la levure, la mutagénèse ciblée de gènes d’intérêt. Dans ce cadre nous avons mis en place au laboratoire une plateforme d’obtention de mutants par ciblage génique. Nous disposons de nombreux outils d’analyse fonctionnelle : Knock-out, expression constitutive, expression inductible, fusion GUS, fusion GFP, fusion HA, fusion Tap-Tag.

 


Résultats marquants :

Nous avons montré l'importance de RAD51 et de la voie de détection des cassures double brin (MRN) dans le ciblage génique GT chez P. patens. Nous travaillons actuellement sur l'implication des autres paralogues de RAD51 dans la recombinaison homologue et le ciblage génique.

 

Publications représentatives :

T

Alburquerque N, Baldacci-cresp F, Baucher M, et al (2016) New transformation technologies for trees. In: Vettori C, Fladung M, Häggman. H, et al. (eds) Biosafety of Forest Transgenic Trees, Springer.

Collonnier C, Nogué F, Casacuberta JM (2016) Targeted Genetic Modification in Crops Using Site-Directed Nucleases. In: Watson RR, Preedy VR (eds) Genetically Modified Organisms in Food. Elsevier, London, pp 133–145

Casacuberta JM, Devos Y, du Jardin P, et al (2015) Biotechnological uses of RNAi in plants: risk assessment considerations. Trends Biotechnol 33:145–147. doi: 10.1016/j.tibtech.2014.12.003 (abstract)

von Schwartzenberg K, Lindner A-C, Gruhn N, et al (2015) CHASE domain-containing receptors play an essential role in the cytokinin response of the moss Physcomitrella patens. J Exp Bot erv479. doi: 10.1093/jxb/erv479 (pubmed)

Charlot F, Chelysheva L, Kamisugi Y, et al (2014) RAD51B plays an essential role during somatic and meiotic recombination in Physcomitrella. Nucleic Acids Res 1–14. doi: 10.1093/nar/gku890 (pubmed)

Maumus F, Epert A, Nogué F, Blanc G (2014) Plant genomes enclose footprints of past infections by giant virus relatives. Nat Commun 5:4268. doi: 10.1038/ncomms5268 (pubmed)

Bonhomme S, Nogué F, Rameau C, Schaefer DG (2013) Usefulness of Physcomitrella patens for studying plant organogenesis. Methods Mol Biol 959:21–43. doi: 10.1007/978-1-62703-221-6_2 (pubmed)

Podevin N, Davies H V, Hartung F, et al (2013) Site-directed nucleases: a paradigm shift in predictable, knowledge-based plant breeding. Trends Biotechnol 31:375–83. doi: 10.1016/j.tibtech.2013.03.004 (pubmed)

Kamisugi Y, Schaefer DG, Kozak J, et al (2012) MRE11 and RAD50, but not NBS1, are essential for gene targeting in the moss Physcomitrella patens. Nucleic Acids Res 40:3496–510. doi: 10.1093/nar/gkr1272 (pubmed)

Thévenin, J., Dubos, C, Xu, W, Le Gourrierec, J, Kelemen, Z, Charlot, F, Nogue, F, Lepiniec, L and Dubreucq, B (2012) A new system for fast and quantitative analysis of heterologous gene expression in plants. New Phytol, 193, 504-512 (pubmed)

Vivancos, J., Spinner, L., Mazubert, C., Charlot, F., Paquet, N., Thareau, V., Dron, M., Nogue, F. and Charon, C. (2012) The function of the RNA-binding protein TEL1 in moss reveals ancient regulatory mechanisms of shoot development. Plant Mol Biol 78:323–36. doi: 10.1007/s11103-011-9867-9 (pubmed)

Kamisugi, Y., Schaefer, D.G., Kozak, J., Charlot, F., Vrielynck, N., Hola, M., Angelis, K.J., Cuming, A.C. and Nogue, F. (2011) MRE11 and RAD50, but not NBS1, are essential for gene targeting in the moss Physcomitrella patens. Nucleic Acids Res. 40(8):3496-510. doi: 10.1093/nar/gkr1272 (pubmed)

Proust H, Hoffmann B, Xie X, Yoneyama K, Schaefer DG, Yoneyama K, Nogué F, Rameau C. (2011) Strigolactones regulate protonema branching and act as a quorum sensing-like signal in the moss Physcomitrella patens. Development. 138(8):1531-9. doi: 10.1242/dev.058495 (pubmed)

Marimuthu MP, Jolivet S, Ravi M, Pereira L, Davda JN, Cromer L, Wang L, Nogué F, Chan SW, Siddiqi I, Mercier R. (2011) Synthetic clonal reproduction through seeds. Science. 18;331(6019):876 (pubmed)

Schaefer DG, Delacote F, Charlot F, Vrielynck N, Guyon-Debast A, Le Guin S, Neuhaus JM, Doutriaux MP, Nogué F. (2010) RAD51 loss of function abolishes gene targeting and de-represses illegitimate integration in the moss Physcomitrella patens. DNA Repair (Amst). 9(5):526-33 (pubmed)

De Muyt A, Pereira L, Vezon D, Chelysheva L, Gendrot G, Chambon A, Lainé S, Pelletier G, Mercier R, Nogué F, Grelon M (2009). A High Throughput Genetic Screen Identifies New Early Meiotic Recombination Functions in Arabidopsis thaliana. PLoS Genetics PLoS Genet. 5(9):e1000654 (online)

Liénard D, Nogué F (2009). Physcomitrella patens: a non-vascular plant for recombinant protein production. Methods Mol Biol. 483, 135-44. (pubmed)

Mercier R, Jolivet S, Vignard J, Durand S, Drouaud J, Pelletier G, Nogué F (2008). Outcrossing as an explanation of the apparent unconventional genetic behavior of Arabidopsis thaliana hth mutants. Genetics. 180, 2295-2297 (online)

Liénard D, Durambur G, Kiefer-Meyer MC, Nogué F, Menu-Bouaouiche L, Charlot F, Gomord V, Lassalles JP (2008). Water transport by aquaporins in the extant plant Physcomitrella patens. Plant Physiol. 146, 1207-1218. doi: 10.1534/genetics.108.095208

Alboresi A, Caffarri S, Nogué F, Bassi R, Morosinotto T (2008). In silico and biochemical analysis of Physcomitrella patens photosynthetic antenna: identification of subunits which evolved upon land adaptation. PLoS One. 3, e2033. (online)

Trouiller B, Charlot F, Choinard S, Schaefer DG, Nogué F (2007). Comparison of gene targeting efficiencies in two mosses suggests that it is a conserved feature of Bryophyte transformation. Biotechnol Lett. 29, 1591-1598 (pubmed)

Trouiller B, Schaefer DG, Charlot F, Nogué F (2006). MSH2 is essential for the preservation of genome integrity and prevents homeologous recombination in the moss Physcomitrella patens. Nucleic Acids Res 34, 232-242. doi: 10.1007/s10529-007-9423-5 (pdf)

Guermonprez H, Nogué F, Bonhomme S (2006) Screening and Analysis of Pollen Tube Mutations. In: Malhó R (ed) Plant Cell Monographs, Vol. 3. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, pp 243–263

Kopecný D, Tarkowski P, Majira A, Bouchez-Mahiout I, Nogué F, Laurière M, Sandberg G, Laloue M, Houba-Herin N (2006). Probing cytokinin homeostasis in Arabidopsis thaliana by constitutively overexpressing two forms of the maize cytokinin oxidase/dehydrogenase 1 gene. Plant Science 171, 114-122.

Trouiller B, Schaefer DG, Charlot F, Nogué F (2006) MSH2 is essential for the preservation of genome integrity and prevents homeologous recombination in the moss Physcomitrella patens. Nucleic Acids Res 34:232–42. doi: 10.1093/nar/gkj423

Mercier R, Jolivet S, Vezon D, et al (2005) Two meiotic crossover classes cohabit in Arabidopsis: one is dependent on MER3,whereas the other one is not. Curr Biol 15:692–701. doi: 10.1016/j.cub.2005.02.056 (online)

Vincent P, Chua M, Nogue F, et al (2005) A Sec14p-nodulin domain phosphatidylinositol transfer protein polarizes membrane growth of Arabidopsis thaliana root hairs. J Cell Biol 168:801–12. doi: 10.1083/jcb.200412074 (online)

Böhme K, Li Y, Charlot F, et al (2004) The Arabidopsis COW1 gene encodes a phosphatidylinositol transfer protein essential for root hair tip growth. Plant J 40:686–98. doi: 10.1111/j.1365-313X.2004.02245.x (online)

Brun F, Gonneau M, Laloue M, Nogué F (2003) Identification of Physcomitrella patens genes specific of bud and gametophore formation. Plant Sci 165:1267–1274. doi: 10.1016/S0168-9452(03)00335-2 (online)

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Brun F, Gonneau M, Doutriaux MP, et al (2001) Cloning of the PpMSH-2 cDNA of Physcomitrella patens, a moss in which gene targeting by homologous recombination occurs at high frequency. Biochimie 83:1003–8 (online)

Nogué F, Grandjean O, Craig S, et al (2000) Higher levels of cell proliferation rate and cyclin CycD3 expression in the Arabidopsis amp1 mutant. Plant Growth Regul 32:275–283. doi: 10.1023/A:1010716203798

Nogué N, Hocart H, Letham DS, et al (2000) Cytokinin synthesis is higher in the Arabidopsis amp1 mutant. Plant Growth Regul 32:267–273. doi: 10.1023/A:1010720420637 (pdf)

Clemenceau D, Cousseau J, Martin V, et al (1996) Synthesis and Cytokinin Activity of Two Fluoro Derivatives of N 6 -Isopentenyladenine. J Agric Food Chem 44:320–323. doi: 10.1021/jf9501148 (online)

Nogué F, Mornet R, Laloue M (1996) Specific photoaffinity labelling of a thylakoid membrane protein with an azido-cytokinin agonist. Plant Growth Regul 18:51–58. doi: 10.1007/BF00028488 (pdf)

Nogué F, Jullien M, Mornet R, Laloue M (1995) The response of a cytokinin resistant mutant is highly specific and permits a new cytokinin bioassay. Plant Growth Regul 17:87–94. doi: 10.1007/BF00024166 (pdf)

 

Pour en savoir plus: page méiose et recombinaison

 

 

  

 


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