L'augmentation des températures moyennes due au réchauffement climatique a déjà modifié la phénologie des plantes, qu'elles soient sauvages ou domestiquées. Les plantes sont capables de percevoir la température et de reprogrammer leur croissance et leur développement pour optimiser leur reproduction et leur survie dans des conditions climatiques plus chaudes. La protéine végétale conservée EARLY FLOWERING 3 (ELF3) joue un rôle central dans les voies de signalisation régulées par l'horloge circadienne et dans la réponse aux stimuli environnementaux. ELF3 agit comme un échafaudage pour la formation de complexes avec des facteurs de transcription et des corégulateurs tels que LUX ARRYTHMO, EARLY FLOWERING 4 (formant le « Evening Complex »), et le PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4, tous impliqués dans la croissance régulée par l'horloge circadienne et dans la réponse à la température. Chez Arabidopsis thaliana et d'autres Brassicacées, ELF3 possède un domaine de type prion (PrD). Des études récentes ont montré que PrD d'ELF3 induit une séparation de phase liquide-liquide (LLPS) in vitro et in vivo, un processus sensible au pH et à la température. La LLPS est essentielle pour la thermo-réactivité des plantes, mais les mécanismes moléculaires qui la sous-tendent restent flous. Cette thèse de doctorat examine le comportement structural et fonctionnel du PrD d'ELF3 et de divers mutants en utilisant une combinaison de tests biochimiques, d’études structurelles et d’expériences de liaison à l’ADN in vitro, en corrélant ces résultats avec les fonctions in planta. Basées sur des techniques de diffusion des rayons X aux petits angles et de diffusion de la lumière multi-angle, les études ont révélé que le PrD d'ELF3 forme un grand oligomère homogène en solution, essentiel pour la séparation de phase et pour la fonction in vivo. Des études mutationnelles ont révélé que l'oligomérisation et la séparation de phase du PrD tolèrent bien les mutations, mais que les résidus de tyrosine du PrD jouent probablement un rôle clé dans l'induction de l'oligomérisation et de la séparation de phase. La monomérisation du PrD via des mutations ponctuelles a produit une version d'ELF3 capable d'interagir avec LUX et ELF4 et de former le Evening Complex, conservant ainsi la liaison à l’ADN à basse et haute température in vitro, suggérant la formation d’un complexe hautement actif. L'introduction de ce mutant ELF3, ELF312xY/Q, dans des plantes elf3 d'Arabidopsis n'a pas permis de complémenter le phénotype de perte de fonction d'ELF3. Des analyses préliminaires utilisant un anticorps commercial n'ont permis de détecter aucune protéine ELF3. Ces résultats suggèrent que l'oligomérisation et la séparation de phase jouent un rôle dans la stabilisation de la protéine ELF3 et que la spéciation de la protéine - monomère et oligomère en phase diluée, ainsi qu'oligomères hautement ordonnés en phase condensée - est essentielle pour la fonction d'ELF3.

Contact : Chloé Zubieta