La régulation transcriptionnelle de l'expression génique dans le fruit de tomate : caractérisation fonctionnelle de promoteurs fruit-spécifiques et d'un co-facteur de la transcription de type MBF1

Abstract

Les travaux présentés dans ce manuscrit s'intéressent à la régulation transcriptionnelle de l'expression des gènes au cours du développement du fruit de tomate à travers l'étude des cis-régulations et des trans-régulations. Dans un premier temps, une tentative de caractérisation de promoteur dirigeant l'expression génique spécifiquement dans le fruit a été menée. Pour cela, nous nous sommes focalisés sur l'étude de régions promotrices d'un gène codant une expansine et d'un autre codant une alcool acyl transférase. Ces études ont été menées en évaluant la capacité de ces régions promotrices à diriger l'expression du gène rapporteur codant pour la β-glucuronidase dans des plants de tomate et d'Arabidopsis. Néanmoins, ces approches fonctionnelles n'ont pas permis de dégager un motif consensus capable à lui seul de conférer une expression fruit-spécifique. C'est pourquoi, les travaux de thèse se sont orientés vers la caractérisation d'un co-activateur de transcription de type MBF1 (Multiprotein Bridging Factor1), SlER24 de tomate. Nous avons montré qu'une fusion de SlER24 à un motif répresseur EAR (Ethylene-responsive element-binding associated Amphiphilic Repression) est capable, dans un système cellulaire, de réduire l'expression du gène rapporteur GFP dirigée par un promoteur synthétique de réponse à l'éthylène. Cette validation fonctionnelle par une méthode transitoire, nous a conduit à surexprimer cette construction, de façon stable, dans la tomate MicroTom. Cette surexpression de la construction chimérique SlER24-EAR, induit un retard de germination mais n'a pas d'effet notable sur le développement de la plante. Une fusion similaire de son orthologue AtMBF1c au motif EAR entraîne chez Arabidopsis thaliana une réduction du pourcentage de germination et un nanisme de la plante. Au-delà de l'information sur le rôle des gènes MBF1 dans le développement des plantes, cette étude démontre que la stratégie utilisant le domaine répresseur EAR n'est pas seulement efficace pour l'étude des facteurs de transcription comme cela a été démontré jusque là, mais également pour les co-activateurs ne se liant pas directement à l'ADN. ABSTRACT : The work presented in this manuscript is focused on the study in tomato fruit of gene expression regulation at the transcriptional level and comprises two parts. The first part concerns the isolation and characterization of promoters capable of specifically driving gene expression in tomato fruit. For this purpose, the capacity of native promoter regions and various deletions from two tomato genes, one encoding an expansin and a second encoding an alcohol acyl transferase to drive the expression of the GUS reporter gene, has been studied after stable transformation. This approach does not allow us to define a consensus motif able to drive the activity of a minimal specifically to the fruit. This is why the second part of the thesis was redirected to the characterization of a transcriptional co-activator of the MBF1 family, SlER24, in tomato. It is shown here that a chimerical fusion of SlER24 with the EAR (Ethylene-responsive element-binding associated Amphiphilic Repression) motif is capable of reducing the expression of the GFP reporter gene, driven by a synthetic ethylene-responsive promoter, in a transient cell system. This functional validation led us to express stably the construct in tomato plant using MicroTom for practical reasons. The overexpression of the SlER24/EAR motif fusion caused a germination delay but it had no significant effect on the tomato plant growth. A similar fusion using AtMBF1c from Arabidopsis, caused a reduction in the percentage of seed germination and dwarfism of the plant. Considering the role of the MBF1 genes in plant development, this study demonstrates that the EAR strategy is efficient not only for transcription factors, as demonstrated so far, but also in the case of co-activators known to not bind directly to DN