Dans le noyau cellulaire des eucaryotes, l'ADN s'associe à des protéines, les histones, pour former une structure plus ou moins compacte, appelée chromatine. Celle-ci porte des marques épigénétiques – c'est-à-dire des groupes chimiques additionnels tels que des méthyles CH3 – qui permettent un contrôle précis et dynamique de l'expression des gènes pour le bon développement de l'organisme.
Les marques épigénétiques portées par les histones ont jusqu'à maintenant été étudiées à l'aide de mutants affectés dans les enzymes qui catalysent les modifications biochimiques correspondantes. Cette stratégie a permis des avancées significatives mais les fonctions variées et redondantes des enzymes étudiées rendent incertaine la détermination du rôle précis des histones et des marques qu'elles portent.
En développant une approche inédite, des scientifiques de l'Irig ont cherché à décrypter la fonction de la lysine en 27e position sur l'une des cinq histones impliquées dans la structure de la chromatine chez les cellules eucaryotes, l'histone H3.
Ils ont fait exprimer à la plante modèle Arabidopsis thaliana un variant de l'histone H3 portant une alanine au lieu d'une lysine en position 27.
Une analyse phénotypique détaillée révèle de forts effets développementaux dans les lignées d'Arabidopsis modifiées, certains rappelant des observations sur des mutants enzymatiques, d'autres singuliers et encore jamais mis en évidence. Outre une floraison précoce, des feuilles recourbées et la prolifération accélérée de « cals » à partir de cellules indifférenciées, les lignées obtenues présentent des tiges raccourcies dont l'organisation en types cellulaires est altérée.
Des analyses de transcriptomique et de métabolomique indiquent que ce phénotype résulterait d'une dérégulation des flux métaboliques dans la voie de biosynthèse des phénylpropanoïdes et de la lignine.
Cette approche, appliquée à d'autres histones et chez d'autres espèces végétales, devrait révéler de nouvelles fonctions dans la régulation de l'expression des gènes du développement et de réponse aux signaux environnementaux.