Laura TURCHI soutiendra sa thèse, préparée au Laboratoire de Physiologie Cellulaire Végétale, LPCV, et dans l'équipe TIMC MaGE, le jeudi 26 octobre 2023 à 14h00, sur le thème :

« Prédire et comprendre la régulation transcriptionnelle du développement floral par LEAFY. »

" Predicting and understanding transcriptional regulation of floral development by LEAFY "

Jury :

• François PARCY, Directeur de recherche, CNRS délégation Alpes, Directeur de thèse
• Klaas VANDEPOELE, Full prefessor, Universiteit Gent, Rapporteur
• Marie-Laure MARTIN, Directrice de recherche, INRAE Ile-de-France - Versailles-Saclay, Rapporteure
• Cristel CARLES, Professeure des Universités, Université Grenoble-Alpes, Examinatrice
• Gabriel KROUK, Directeur de recherche, CNRS délégation Occitane Est, Examinateur

Direction de thèse :

• François PARCY, Directeur de recherche, CNRS délégation Alpes, Directeur de thèse
• Antoine FRENOY, Enseignant-Chercheur, Grenoble INP - Université Grenoble Alpes, Encadrant de thèse

  Mots clés

Apprentissage automatique, Régulation des gènes, Analyse intégrative, Biologie computationnelle, Facteurs de transcription

  Résumé

Le contrôle de l’expression des gènes est essentiel pour les organismes vivants, et sa perturbation peut compromettre la survie. Les facteurs de transcription (TFs) régulent l'expression génique en se liant à des séquences d'ADN spécifiques appelées sites de liaison des facteurs de transcription (TFBS). LEAFY (LFY) est un TF spécifique aux plantes qui joue un rôle crucial dans le développement floral. Il est fortement conservé en termes de séquence et de spécificité de liaison tout au long de l'évolution des plantes.
Le rôle central de LFY dans la floraison a été étudié pendant des décennies, avec pourtant d’importantes zones d’ombres qui subsistent en ce qui concerne l’identification des cibles (gènes régulés) : pourquoi régule-t-il certaines régions génomiques in vivo et pas d'autres ? Pour élucider ce point, dans la première partie de ce manuscrit, je présente une approche permettant de prédire la régulation transcriptionnelle des TFBS de LFY dans la plante modèle Arabidopsis thaliana. J'ai utilisé des modèles classiques de liaison de LFY à l’ADN ainsi que le contexte génomique des sites LFY pour construire un modèle capable de distinguer les sites LFY fonctionnels (c'est-à-dire ceux liés par LFY et ayant effet sur l'expression génique in vivo) des sites non fonctionnels. Mes résultats suggèrent que la présence de TFBS de LFY environnants et, dans une moindre mesure, le niveau de diversité des TFBS d’autres TFs autour des sites LFY, sont importants pour distinguer les sites LFY fonctionnels des non fonctionnels. De plus, cette approche révèle plusieurs TFs qui co-occurrent avec LFY et qui contribuent à distinguer les sites régulés par LFY des sites LFY non fonctionnels. Malgré des preuves antérieures de l'importance fonctionnelle des régions conservées dans la régulation génique, l’inclusion de la conservation des sites LFY dans notre modèle n'a pas amélioré les prédictions, et je discute de raisons possibles derrière ce résultat. Dans l'ensemble, cette approche m'a permis de mieux caractériser la liaison de LFY à l'ADN, et elle peut être utilisée sur de nouvelles séquences génomiques pour prédire la régulation transcriptionnelle des sites par LFY, ainsi que par de nouveaux facteurs.
En plus de son action indépendante, LFY interagit avec UNUSUAL FLORAL ORGANS (UFO), une protéine F-box, pour garantir le développement correct des pétales et des étamines. Bien que l'interaction LFY-UFO et leur implication dans le développement floral soient déjà connues, le rôle exact d'UFO dans ce processus devait encore être déterminé. Dans la seconde partie de ce manuscrit, j'inclus un article récemment publié sur le rôle transcriptionnel du complexe LFY-UFO dans le développement floral, permettant à LFY de se lier à des régions génomiques distinctes de LFY seul. De plus, je présente quelques résultats supplémentaires suggérant l'implication de LFY et UFO dans l'établissement du méristème floral aux premiers stades du développement floral, élargissant ainsi leur importance dans ce processus développemental crucial.