La protéine LEAFY joue un rôle essentiel dans la beauté du monde végétal : c'est elle qui gouverne la formation du bouton floral et de ses différents organes (sépales, pétales, étamines et pistil). Cette protéine, un facteur de transcription, nécessaire au décryptage du code génétique, possède deux domaines importants : un qui se lie à l'ADN, pour activer les gènes floraux, et un deuxième de nature jusque-là inconnue.
Les chercheurs ont démontré qu'il s'agit d'un domaine dit « d'oligomérisation »2 qui permet aux protéines LEAFY de s'assembler les unes à la suite des autres, en petites chaînes. Sous cette forme, les protéines LEAFY deviennent capables de se lier aux régions compactées de la chromatine3 alors qu'une protéine LEAFY solitaire n'y parvient pas. Les expériences menées suggèrent qu'une fois assemblés en chaînes, les différents domaines de liaison à l'ADN coopèrent, ce qui améliore leur fixation sur des régions normalement trop condensées pour être reconnues. LEAFY peut ainsi activer les gènes à l'origine de la formation des organes floraux.
LEAFY jouerait ainsi le rôle de « facteur pionnier », capable de se fixer sur la structure dense de la chromatine de certaines régions du génome et d'initier des changements épigénétiques conduisant à l'expression des gènes. Les êtres humains et les animaux n'ont pas la protéine LEAFY mais ils possèdent d'autres facteurs de transcription comportant des domaines d'oligomérisation. Ces nouveaux résultats suggèrent donc que ces domaines pourraient également contribuer à conférer des propriétés pionnières à des facteurs de transcription dans d'autres règnes. Ces travaux ouvrent une nouvelle piste à approfondir pour comprendre le rôle de ces facteurs dans la régulation de l'expression des gènes.
Ces résultats ont été obtenus par des chercheurs du CEA-BIG et de l'IBS, en collaboration avec le Max Planck Institute (Allemagne), l'université de Malaga (Espagne), l'université d'Umea (Suède) et l'EMBL (Grenoble).
La figure montre la protéine LEAFY en train de s’assembler en petites chaines sur l’ADN (blanc et rouge) grâce à son domaine de liaison à l’ADN (vert clair ou vert foncé) et son domaine d’oligomérisation (bleu clair ou bleu foncé) © Camille Sayou et. al, Nature Communications.
- Un facteur de transcription est une protéine nécessaire à l'initiation ou à la régulation de la transcription, la première étape du processus qui permet de passer de l'ADN à la protéine.
- Oligomérisation : assemblage de plusieurs protéines identiques.
- Substance de base des chromosomes des eucaryotes, correspondant à l'association de l'ADN et des protéines.
- Institut de biosciences et biotechnologies de Grenoble
- Institut de biologie structurale