La mutation de JMJ24 entraine des défauts développementaux aussi bien à des stades précoces (graines et plantules), que tardifs (phénotype floral), laissant à supposer un rôle de JMJ24 ubiquitaire notamment dans le contrôle de la taille des organes. De plus, les effets de JMJ24 sur ces organes pourraient être liés au phloème, tissu dans lequel est actif le promoteur JMJ24. Nous avons alors cherché à savoir si les gènes impliqués dans la régulation de la croissance des organes et dans la mise en place du phloème, étaient dérégulés dans le fond mutant par profilage transcriptionnel. À part SEP4 (AT2G03710), aucun gène impliqué dans le contrôle de la croissance des organes (Timmermans et al., 2010), ni de la mise en place et du développement du système vasculaire (Scarpella and Helariutta, 2010), n’ont pu être identifiés comme dérégulés dans le fond mutant jmj24-2. Une analyse par RT-PCRq sur certains de ces gènes serait néanmoins intéressante afin d’éliminer la possibilité que le seuil de détection en transcriptomique soit trop faible pour permettre de déceler des changements subtils d’expression mais avoir une influence sur le phénotype.
La taille des organes est également liée à l’activité des méristèmes. Cette activité au niveau floral est régulée par différents facteurs, incluant des facteurs de transcription, des récepteurs kinases et des phytohormones (Tucker and Laux, 2007; Veit, 2009;
Benková and Hejátko, 2009; Bartrina et al., 2011). Parmi ces hormones, les cytokinines ont une fonction centrale. Il a été montré qu’une augmentation de la production de cytokinines était associée à la formation d’un méristème végétatif plus large (Rupp et al., 1999). De plus, dans une étude portant sur des mutants des voies de dégradation de la cytokinine, les cytokinine oxidase/déhydrogénases (CKX), et plus particulièrement CKX3 et CKX5, des phénotypes similaires à ceux observés pour le mutant jmj24-1, à savoir une désorganisation de la répartition des siliques sur la tige, des organes floraux plus grands et plus nombreux, ont pu être observés (Bartrina et al., 2011). L’expression de ces deux gènes a été testée par RT-PCR dans le mutant jmj24-1 à partir d’ARN extrait de plantules de 12j, mais celle-ci n’est pas changée (figure 2.22), pas plus que d’après les données
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transcriptomiques. Les phénotypes observés dans le mutant jmj24-1 ne sont donc pas imputables à des variations de l’homéostasie des cytokinines.
L’obtention avec la puce à ADN ATH1 d’un faible nombre de gènes dont l’expression est affectée dans le mutant jmj24-2 peut être liée à plusieurs facteurs : (1) un impact de l’expression résiduelle de JMJ24 dans le mutant jmj24-2 par rapport au mutant jmj24-1 qui minimiserait les effets de la mutation ou (2) l’absence sur la puce ATH1 des cibles de JMJ24, celle-ci ne couvrant pas tous les gènes transcrits et se basant sur une annotation désuète du génome d’Arabidopsis (Redman et al., 2004). En effet, les séquences répétées, les éléments transposables et les séquences non codantes étant faiblement représentés dans celle-ci, la question d’une implication de JMJ24 dans ces régions reste ouverte. Il serait donc intéressant de refaire l’analyse de profilage transcriptionnel à partir de matériel issu du mutant jmj24-1 et de changer de puce à ADN. Une puce tiling serait une bonne alternative car contrairement à la puce ATH1, elle permet la détection de régions génomiques transcrites non reportées lors de précédentes annotations, de détecter des ARN non-codant, ainsi que d’identifier des isoformes alternatives d’ARN de gènes connus (Bertone et al., 2004; Kapranov et al., 2002). Cependant, sachant qu’il existe une plus grande quantité d’informations disponibles sur Col-0 dans les différentes bases de données, il serait peut-être plus judicieux d’effectuer l’analyse transcriptomique dans cet écotype, et donc d’utiliser les lignées d’introgression jmj24-1C.
De plus, au vu du patron d’expression du promoteur JMJ24 restreint au phloème, les effets de la mutation de JMJ24 sur l’expression de ses gènes cibles pourraient être dilués par rapport aux niveaux d’expression des cellules voisines dans lesquelles le gène JMJ24 ne s’exprime pas. Il pourrait alors être intéressant de mettre en place la méthode dite INTACT qui permet l’isolation de noyaux d’un type cellulaire spécifique (Deal and Henikoff, 2011). Cette méthode de purification permettrait ainsi l’isolation de noyaux issus uniquement du phloème et pourrait être suivie par une analyse transcriptomique. Cette
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2. RÉSULTATS ET DISCUSSION
méthode étant cependant très longue à mettre en place, l’utilisation de matériel pour lequel le ratio entre phloème, où est exprimé JMJ24, et tissus où il ne l’est pas soit le plus grand possible, serait plus raisonnable. De ce point de vue, l’emploi de plantules de 5j serait le plus approprié. De plus, le niveau d’expression de JMJ24 à ce stade est équivalent à celui des plantules de 12j (figure 2.20).
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2. RÉSULTATS ET DISCUSSION
II. JMJ24 EST-ELLE IMPLIQUÉE DANS LA MÉTHYLATION DES HISTONES?
Les protéines JMJ ont été classées en différentes familles sur la base de l’homologie de leur domaine catalytique JmjC (Sun and Zhou, 2008) (figure 1.18). À l’intérieur de celles-ci, les membres identifiés ne sont capables de cibler généralement qu’un ou deux résidus cibles spécifiques, avec un maximum de trois (tableau 2.1). Pour la famille KDM3, dont fait partie JMJ24, toutes les protéines caractérisées, de l’humain aux plantes, ont été identifiées comme des déméthylases du résidu H3K9 (Yamane et al., 2006; Saze et al., 2008; Sun and Zhou, 2008; Inagaki et al., 2010; Liu et al., 2013).
L’hypothèse d’une implication de JMJ24 dans la déméthylation H3K9 a alors été posée ainsi que l’existence d’interactions entre JMJ24 et d’autres gènes de la famille.