CCarles-ChromDynPlants-Fr

Proposition de sujet de thèse Campagne 2014 d’attribution des contrats doctoraux Ecole Doctorale de Chimie et Sciences du Vivant, Université Grenoble-­‐Alpes « Dynamiques chromatiniennes et activation fine de gènes du développement floral » « Chromatin dynamics for fine-­‐tuned activation of flower developmental genes » Mots clé: Organogenèse, Plante, Activation de Gènes, Chromatine, Epigénomique Objectif: Caractérisation in situ des interactions entre facteurs de transcription, régulateurs chromatiniens et machinerie de transcriptionnelle, au moment de l’activation des gènes développementaux. Le projet de thèse contribuera à mieux comprendre les mécanismes moléculaires de l’initiation transcriptionnelle chez les plantes. Résumé : Les plantes se développent tout au long de leur vie à partir de petites niches de cellules souches (méristèmes) qui leur permettent d'adapter leur organogenèse aux conditions environnementales, compensant ainsi leur manque de mobilité. La transition florale, un événement majeur dans le développement des plantes annuelles, est permise par des changements massifs dans le profil transcriptionnel des cellules souches en différenciation. En particulier, des gènes silencieux pendant la plupart des étapes du cycle de vie de la plante sont induits au moment de la morphogenèse florale. Malgré l’étude extensive des facteurs de transcription impliqués dans cette activation, plusieurs questions restent ouvertes pour comprendre le comment un locus développemental passe d’un état réprimé à actif: (i) le mécanisme moléculaire induisant la de-­‐répression de la chromatine à ce locus spécifique, (ii) sa relation de cause à effet avec le recrutement des facteurs de transcription et (iii) la chronologie précise de ces événements par rapport à l'initiation de la transcription. Le projet de thèse contribuera à résoudre ces questions, en utilisant comme modèle d'étude le méristème floral d'Arabidopsis, source de cellules souches pour la production d'organes aux types très distincts. L'étudiant(e) (1) caractérisera de nouveaux activateurs de la chromatine et (2) étudiera leur dynamique en lien avec celle des paysages chromatiniens au cours de l'activation des gènes architectes floraux. Dans ce but, il/elle aura recours à un ensemble de techniques moléculaires et biochimiques pour une résolution à l'échelle du génome des événements moléculaires qui prennent place à la chromatine. Approches and Technologies employées: Biologie moléculaire, biochimie pour isolement de complexes protéiques in planta, microscopie confocale pour Complémentation Bimoléculaire de Fluorescence (BiFC), analyses à l‘échelle du génome de liaisons de protéines sur la chromatine (ChIP-­‐seq), analyse bioinformatique de sorties ChIPseq et ARN-­‐seq. Détail des approches: Pour le premier objectif, nous avons montré, dans des expériences de BiFC et double hybride de levure, que le régulateur transcriptionnel ULTRAPETALA (ULT) interagit physiquement avec des facteurs chromatiniens (Carles and Fletcher, 2009, 2010), des facteurs de transcription (FT) et des composants de la machinerie transcriptionnelle. Pour tester ces interactions in planta, l'étudiant analysera les complexes protéiques contenant la protéine ULT étiquetée, et caractérisera de nouveaux interacteurs trouvés dans ces complexes ULT (purifiés en collaboration avec le laboratoire K. Kaufmann, Université de Potsdam). Pour le second objectif, l'étudiant utilisera une approche de ChIP-­‐seq et ARN-­‐seq pour corréler les profils de liaison d'ULT et de ses partenaires avec le statut transcriptionnel des gènes cibles. Ces analyses seront effectuées à différents stades floraux, dans des tissus d’inflorescence au développement synchrone (Wellmer et al, 2006; Smaczniak et al, 2012). La méta-­‐analyse des profils de liaison d’ULT (et de ses partenaires) et des paysages chromatiniens (étudiés dans l’équipe) permettra de décrire la chaine d‘événements moléculaires (modification de la chromatine ; liaison des FT, des facteurs chromatinien et du complexe ARN PolII) qui conduisent un locus d’un état transcriptionnel inactif à actif. Profil du candidat: Le candidat devra avoir une formation en biologie, génétique moléculaire et biochimie. Quelques bases en bioinformatique (analyse ngs), bien que non requises, seront les bienvenues. Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale CEA -­‐ Recherche et Technologies en Sciences du Vivant 38054 Grenoble France Proposition de sujet de thèse Campagne 2014 d’attribution des contrats doctoraux Ecole Doctorale de Chimie et Sciences du Vivant, Université Grenoble-­‐Alpes Références bibliographiques : J. Engelhorn, R. Blanvillain and C.C. Carles (2014). Molecular control of cell fate in plants: Mechanisms of gene activation from a chromatin point of view. In press for CMLS. M.M. Monfared, C.C. Carles, P. Rossignol, H.R. Pires and J.C. Fletcher (2013). The ULT1 and ULT2 trxG Genes play overlapping roles in Arabidopsis development and gene regulation. Molecular Plant. 6(5):1564-­‐79. C. Smaczniak, R.G.H. Immink, J.M. Muino, R. Blanvillain, M. Busscher, J. Busscher-­‐Lange, Q.D.P. Dinh, S. Liu, A.H. Westphal, S. Boeren, F. Parcy, L. Xu, C.C. Carles, G.C. Angenent, K. Kaufmann (2012). Characterization of MADS-­‐
domain transcription factor complexes in Arabidopsis flower development. Proc Natl Acad Sci U S A. 109(5):1560-­‐5. C.C. Carles and J.C. Fletcher (2010). Missing links between histones and RNA Pol II arising from SAND? Epigenetics 5(5) : 381-­‐385. C.C. Carles and J.C. Fletcher (2009). The SAND domain protein ULTRAPETALA1 acts as a trithorax group factor to regulate cell fate in plants. Genes & Development. 23: 2723-­‐2728. Wellmer F, Alves-­‐Ferreira M, Dubois A, Riechmann JL, Meyerowitz EM. Genome-­‐wide analysis of gene expression during early Arabidopsis flower development (2006). PLoS Genet. Jul;2(7):e117. C. C. Carles, D. Choffnes-­‐Inada,, K. Reville, K. Lertpiriyapong, J.C. Fletcher (2005). ULTRAPETALA1 encodes a SAND domain putative transcriptional regulator that controls shoot and floral meristem activity in Arabidopsis. Development 132(5): 897-­‐911. Pour plus d’informations et candidature, merci d’envoyer un e-­‐mail à Christel.carles@ujf-­‐grenoble.fr Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, iRTSV, CEA, 38054 Grenoble Tel : 04 38 78 41 95, Fax 04 38 78 50 91 http://www-­‐dsv.cea.fr/en/institutes/institute-­‐of-­‐life-­‐sciences-­‐research-­‐and-­‐technologies-­‐irtsv/laboratories/cell-­‐plant-­‐
physiology-­‐laboratory-­‐lpcv/team-­‐06-­‐floral-­‐regulators/chromatin-­‐dynamics-­‐development La date de cloture pour l’envoi des dossiers de candidature à l’EDCSV est le 18 Avril 2014. Consulter le site web http://edcsv.ujf-­‐grenoble.fr pour plus de détail sur la procédure de sélection. Un CV et une lettre de motivation seront joints au dossier de candidature à récupérer en ligne. Les oraux pour la seconde étape de sélection auront lieu entre le 4 et 6 Juin 2014. er er
Date de démarrage de la thèse: 1 Septembre ou 1 Octobre 2014. Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale CEA -­‐ Recherche et Technologies en Sciences du Vivant 38054 Grenoble France