Inheritance of paramutation in plants and Drosophila]

La paramutation : une conversion epigenetique decouverte chez les plantes De nombreuses deregulations de genes interviennent sans qu’il puisse etre observe de modification de leur sequence d’ADN. Ces deregulations, qui peuvent etre a l’origine de dysfonctionnements cellulaires, proviennent de modifications affectant la methylation de l’ADN et/ou des proteines associees a l’ADN, ou encore la production de petits ARN non codants qui interferent avec l’expression de ces genes. De telles modifications sont, dans certains cas, transmises a travers la meiose et persistent de facon stable au cours des generations. La transmission de ces modifications est dite « epigenetique ». Un cas particulier de transmission epigenetique, mis en evidence pour la premiere fois chez les plantes, correspond a la conversion epigenetique d’un allele par son allele homologue [1, 2]. Chez le mais, le gene b1 code pour un pigment de la tige, l’anthocyanine, necessaire a sa coloration brune. Certains pieds de mais possedent un allele de ce gene appele B-I (B-Intense) qui induit une coloration foncee de la tige. D’autres pieds possedent un autre allele, B’, qui induit une coloration vert clair de la tige, liee a la repression de b1. La sequence des alleles B-I et B’ est la meme. Ces deux alleles different principalement par la structure de la chromatine au niveau d’une region situee en amont du promoteur de b1. Cette region est constituee de sequences d’ADN repetees en tandem. Au niveau de ces sequences, la chromatine est plus compactee dans l’allele B’ que dans l’allele B-I. La transmission de ces deux « alleles epigenetiques » (ou epialleles) n’est pas mendelienne. En effet, le croisement d’une plante B-I/B-I avec une plante B’/B’ produit en G1 des hybrides presentant tous une tige claire, ce qui demontre une dominance de B’ sur B-I. De facon surprenante, le croisement de cet hybride avec une plante B-I/B-I produit aussi uniquement des plantes a tige claire (alors qu’on attendrait 50 % de plantes presentant une tige foncee). Enfin, ces dernieres plantes (G2), lorsqu’elles sont croisees avec des plantes aux tiges foncees, produisent encore 100 % de plantes aux tiges claires. Il apparait ainsi que la coexistence en G1 des alleles B-I et B’ dans le genome induit une conversion epigenetique : l’epiallele B’ convertit systematiquement l’epiallele B-I en epiallele B’, qui est ensuite transmis de facon stable au cours des generations (et ce depuis plus de 50 ans). Un epiallele B-I converti en B’ est, a son tour, capable de convertir un epiallele B-I amene par croisement : ce phenomene est donc recurrent [3]. Ce phenomene de conversion epigenetique stable au cours des generations et pouvant etre realise de facon recurrente est appele « paramutation ». L’allele B’, qui induit la conversion, est dit paramutagenique, tandis que l’allele converti est dit paramute. Cette conversion est liee a la presence de petits ARN homologues aux regions d’ADN repetees situees en amont du promoteur du gene b1. Ces petits ARN permettraient une « communication », dont le mecanisme est a ce jour inconnu, entre les epialleles B’ et B-I presents au sein d’un meme genome. La paramutation peut ainsi provoquer une propagation tres rapide, au sein d’une population, d’un nouvel epiallele ayant des proprietes paramutageniques. Elle a ete decrite chez plusieurs especes vegetales (mais, petit pois, tomate, etc.). Des transmissions par conversion epigenetique ont ete egalement decrites chez la souris [4]. Cependant, ces dernieres sont beaucoup moins stables : elles ne se transmettent pas au-dela de quatre generations.