Le Pôle thématique DEG « Dynamique et Expression des Génomes » met en œuvre des approches de génétique, de cytologie, de biologie moléculaire et de biochimie des protéines pour appréhender des mécanismes essentiels au contrôle de la structure et du fonctionnement des génomes lors de la méiose (recombinaison), lors de chocs génomiques (polyploïdisation) ou suite à des stress biotiques ou abiotiques (contrôle de l'expression des éléments transposables, variations de l'état épigénétique de gènes impliqués dans la réponse au stress). Le département étudie également les mécanismes de contrôle de l’expression génique aux niveaux transcriptionnel (complexes chromatiniens, stabilité des états épigénétiques) et post-transcriptionnel (traitement des RNAs aberrants endogènes et exogènes par les voies de « RNA Quality Control »et de «RNA silencing »). Ces études sont menées sur des crucifères : arabidopsis et colza (Arabidopsis thaliana, Brassica napus), des Solanacées : tabac et tomate (Nicotiana tabacum, Solanum esculentum) et des plantes basales comme la mousse (Physcomitrella patens).

Equipes

L’équipe « Dynamique chromatinienne et régulation génétique » étudie les complexes chromatiniens faisant intervenir la protéine LHP1 et les mécanismes par lesquels ils régulent l’expression génique. L’équipe s’intéresse également à l’architecture nucléaire et aux relations structure/fonction des génomes lors des transitions entre états différencié et dédifférencié.

L’équipe « Epigénétique et petits ARNs » étudie la diversité des voies de RNA Quality Control et de RNA silencing et l’intégration de ces voies dans le traitement des RNAs aberrants endogènes ou exogènes (virus, transgènes). L’équipe s’intéresse également aux changements d’états épigénétiques chromatiniens induits par des petits RNAs, à leur stabilité et à leur rôle dans la variabilité naturelle.

L’équipe « Variabilité naturelle épigénétique » utilise la plante modèle Arabidopis thaliana pour déterminer si les phénomènes de régulation épigénétique ont un impact sur l'adaptabilité des plantes et sur l'évolution des espèces. Un effort particulier sera engagé pour déterminer si la tolérance à certains stress abiotiques est en partie conditionnée par des phénomènes épigénétiques.

L’équipe « Interactions hôtes-transposons et biodiversité végétale » étudie l'impact des rétrotransposons de Solanacées, depuis le contrôle de leur activité, en particulier en réponse au stress ou au choc génomique d'allopolyploïdie, jusqu'à leur évolution moléculaire et leur impact évolutif et fonctionnel. L’équipe s’intéresse également à l'impact de l'activation transcriptionnelle des rétrotransposons sur l'expression des gènes cellulaires.

L’équipe « Méiose et Recombinaison » étudie les étapes clés de la méiose et de la recombinaison méiotique (initiation, voies de réparation des cassures double-brin méiotiques, contrôle du ratio crossing-over/conversions géniques, mécanismes de polyploïdisation, contrôle de la recombinaison des polyploïdes, rôle de la structure chromatinienne dans la distribution des évènements de recombinaison méiotique). L'autre volet de recherche de l'équipe est l'étude des mécanismes de la recombinaison homologue mitotique dans un but de ciblage génique.

Publications significatives :

d'Erfurth, I., Jolivet, S., Froger, N., Catrice, O., Novatchkova, M., and Mercier, R.(2009). Turning meiosis into mitosis. PLoS Biol, 7 (6) : e1000124. (on-line)

De Muyt, A., Pereira, L., Vezon, D., Chelysheva, L., Gendrot, G., Chambon, A., Lainé-Choinard, S., Pelletier, G., Mercier, R., Nogué, F., and Grelon, M. (2009). A high throughput genetic screen identifies new early meiotic recombination functions in Arabidopsis thaliana. PLoS Genet 5=(9) : e1000654. (on-line)

Mallory, A., Hinze, A., Tucker, M., Bouché, N., Gasciolli, G., Elmayan, T., Lauressergues, D., Jauvion, V., Vaucheret, H., and Laux, T. (2009). Redundant and specific roles of the ARGONAUTE proteins AGO1 and ZLL in development and small RNA-directed gene silencing. PLoS Genet,5 (9) : e1000646. (on-line)

Nicolas, S.D., Leflon, M., Monod, H., Eber, F., Coriton, O., Huteau, V., Chevre, A.M., and Jenczewski, E. (2009). Genetic regulation of meiotic cross-overs between related genomes in Brassica napus haploids and hybrids. Plant Cell, 21 (2): 373-385. (pubmed)

Parisod, C., Salmon, A., Zerjal, T., Tenaillon, M., Grandbastien, M., and Ainouche, M. (2009). Rapid structural and epigenetic reorganization near transposable elements in hybrid and allopolyploid genomes in Spartina. New Phytol, 84 (4):1003-15. (pubmed).

Drouaud, J., Mercier, R., Chelysheva, L., Berard, A., Falque, M., Martin, O., Zanni, V., Brunel, D., and Mezard, C. (2007). Sex-Specific Crossover Distributions and Variations in Interference Level along Arabidopsis thaliana Chromosome 4. PLoS Genet, 3=(6) : e106. (on-line)

Petit, M., Lim, K.Y., Julio, E., Poncet, C., Dorlhac de Borne, F., Kovarik, A., Leitch, A.R., Grandbastien, M.A., and Mhiri, C. (2007). Differential impact of retrotransposon populations on the genome of allotetraploid tobacco (Nicotiana tabacum). Mol Genet Genomics, 278 (1) : 1-15. (pubmed)

Tessadori, F., Chupeau, M.C., Chupeau, Y., Knip, M., Germann, S., van Driel, R., Fransz, P., and Gaudin, V. (2007). Large-scale dissociation and sequential reassembly of pericentric heterochromatin in dedifferentiated Arabidopsis cells. J Cell Sci 120(Pt 7): 1200-1208. (pubmed)

Zhang, X., Germann, S., Blus, B.J., Khorasanizadeh, S., Gaudin, V., and Jacobsen, S.E. (2007). The Arabidopsis LHP1 protein colocalizes with histone H3 Lys27 trimethylation. Nat Struct Mol Biol, 14 (9) : 869-871. (pubmed)

Bouche, N., Lauressergues, D., Gasciolli, V., and Vaucheret, H.(2006). An antagonistic function for Arabidopsis DCL2 in development and a new function for DCL4 in generating viral siRNAs. Embo J, 25 (14) : 3347-3356. (pubmed)

Trouiller, B., Schaefer, D.G., Charlot, F., and Nogue, F. (2006). MSH2 is essential for the preservation of genome integrity and prevents homeologous recombination in the moss Physcomitrella patens. Nucleic Acids Res, 34 (1): 232-242. (pubmed)

Elmayan, T., Proux, F., and Vaucheret, H. (2005). Arabidopsis RPA2: a genetic link among transcriptional gene silencing, DNA repair, and DNA replication. Curr Biol, 15 (21) b : 1919-1925. (pubmed)

Vaucheret, H., Vazquez, F., Crete, P., and Bartel, D.P. (2004). The action of ARGONAUTE1 in the miRNA pathway and its regulation by the miRNA pathway are crucial for plant development. Genes Dev, 18 (10): 1187-1197. (pubmed)

Gaudin, V., Libault, M., Pouteau, S., Juul, T., Zhao, G., Lefebvre, D., and Grandjean, O. (2001). Mutations in LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN 1 affect flowering time and plant architecture in Arabidopsis. Development, 128 (23) : 4847-4858.(pubmed)

Melayah, D., Bonnivard, E., Chalhoub, B., Audeon, C., and Grandbastien, M.A. (2001). The mobility of the tobacco Tnt1 retrotransposon correlates with its transcriptional activation by fungal factors. Plant J, 28 (2): 159-168. (pubmed)

Mourrain, P., Beclin, C., Elmayan, T., Feuerbach, F., Godon, C., Morel, J.B., Jouette, D., Lacombe, A.M., Nikic, S., Picault, N., Remoue, K., Sanial, M., Vo, T.A., and Vaucheret, H. (2000). Arabidopsis SGS2 and SGS3 genes are required for posttranscriptional gene silencing and natural virus resistance. Cell, 101 (5): 533-542. (pubmed)