Dans les plantes, la production de graines très vigoureuses capables de germer et d'établir des semis est vitale pour leur propagation et constitue un trait précieux dans les cultures. Les graines de plantes acquièrent une capacité de germination au cours de la phase tardive de maturation des graines. Cependant, on ne sait pas comment la compétence de germination et de développement post-embryonnaire est établie.
La reprogrammation épigénétique est un processus hautement temporel et spatial essentiel pour différenciation cellulaire et la transition développementale chez les animaux et les plantes. Des chercheurs dirigés par le Dr Jiang Danhua de l'Institut de génétique et de biologie du développement (IGDB) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont découvert que l'incorporation d'une variante d'histone H3.3 dans la chromatine est essentielle à la formation de la germination et de la post -capacité de développement embryonnaire dans les graines.
Dans cette étude, ils ont découvert qu'une perte complète de H3.3 chez Arabidopsis thaliana altère fortement germination des graines et le développement suivant des semis, même s'il n'affecte apparemment pas la formation des graines.
D'autres analyses ont révélé que H3.3 est fortement exprimé vers la fin de la maturation des graines et que son expression à ce stade est essentielle et suffisante pour la germination des graines.
Ils ont ensuite montré qu'un dépôt temporel de H3.3 au niveau des régions régulatrices des gènes en 5′ dans les graines matures établit une accessibilité à la chromatine qui préfigure la compétence transcriptionnelle pour les gènes de germination et de développement post-embryonnaire.
Curieusement, bien que H3.3 soit progressivement retiré des extrémités 5 'du gène pendant la germination, la compétence de transcription génique établie par H3.3 est maintenue par un accès soutenu à la chromatine susceptible de facteurs de transcription.
Ils ont également découvert que H3.3 est constamment chargé aux extrémités 3 'du gène, en corrélation avec la méthylation de l'ADN du corps du gène et la restriction de l'accessibilité de la chromatine et de la transcription cryptique dans cette région.
Leurs découvertes révèlent un mécanisme épigénétique qui "déverrouille" les potentiels de développement post-embryonnaire dans les graines matures. Il fournira une base pour une étude plus approfondie de la vigueur des graines, un domaine moins bien étudié, en particulier au niveau moléculaire, mais d'une importance cruciale pour l'agriculture et l'industrie des semences.
Ce travail intitulé "Histone H3.3 deposition in seed is essential for the post-embryonic developmental competence in Arabidopsis" a été publié dans Communications Nature le Décembre 13.