Réorganisation 3D du génome et nodulation symbiotique

La réorganisation tridimensionnelle du génome permet l'activation de la nodulation symbiotique par les cytokinines

Les légumineuses établissent des interactions symbiotiques avec des bactéries du sol collectivement appelées rhizobia, conduisant à la formation de nodosités racinaires fixatrices d'azote. Ce processus nécessite une importante reprogrammation transcriptionnelle, associée à des changements dynamiques de la méthylation de l'ADN et à des modifications d’histones. Cependant, comment l'architecture tridimensionnelle (3D) du génome régule la symbiose rhizobienne reste largement méconnu. Dans une nouvelle étude collaborative publiée dans Plant Communications par les équipes de Florian Frugier (SILEG) et Moussa Benhamed (ChromD) à l'IPS2, nous révélons grâce à la technique de capture de conformation des chromosomes à haut débit (Hi-C), que l'organisation 3D de la chromatine subit des remaniements majeurs dans les nodosités symbiotiques fixatrices d'azote comparé aux racines non-symbiotiques et aux nodosités non-fixatrices d'azote. Ces changements impliquent des modifications de la compartimentation A / B et la formation de boucles « enhancer »-promoteur liées au processus symbiotique. De façon remarquable, nous avons identifié une boucle de chromatine de 15 kb reliant un élément « enhancer » distal au promoteur proximal du gène NODULE INCEPTION (NIN), un régulateur clé de la nodulation. Cette région « enhancer » contient plusieurs éléments de réponse aux cytokinines (CK), et nous avons montré que l'induction de NIN par les CK dans les racines est associée à cette interaction «enhancer»-promoteur. De plus, nous avons pu démontrer que le facteur de transcription RESPONSE REGULATOR B 3 (RRB3), appartenant à la voie de signalisation des CK, se lie spécifiquement à cette région distale et participe à la formation de la boucle « enhancer»-promoteur. Ces résultats mettent en évidence le rôle fondamental de l’organisation 3D de la chromatine dans la régulation de l'expression génique lors de la symbiose légumineuse-rhizobium, révélant un mécanisme de régulation via lequel la signalisation hormonale façonne l'architecture du génome et module l'activation du gène NIN.

23/07/2026