Caractérisations moléculaires et fonctionnelles des gènes codant des protéines de la famille de ‘Nucleosome Assembly Protein 1’ (NAP1) chez les plantes

Le nucléosome est l’unité de base de la chromatine dans tous les eucaryotes. L’assemblage du nucléosome est fondamental dans différents processus cellulaires tels que la réplication, la réparation, la recombinaison et la transcription de l’ADN. ‘Nucleosome Assembly Protein1’ (NAP1) est considérée comme un chaperon d’histone facilitant l’assemblage du nucleosome. Nous avons isolé 3 ADNc chez le riz et 4 ADNc chez le tabac codant pour différentes protéines NAP1. Nous avons démontré que les différentes protéines NAP1 se lient in vitro avec différentes classes d'histones avec différentes affinités. De plus, nous avons montré que les protéines NAP1 interagissent avec la cycline B et la tubuline, suggérant que les protéines NAP1 sont impliquées dans des fonctions des microtubules. En utilisant la technique de fusion GFP, nous avons montré que pendant que les protéines OsNAP1;1 et OsNAP1;3 sont localisées toutes les deux dans le cytoplasme et le noyau, les autres protéines NAP1 du riz et du tabac sont localisées plutôt dans le cytoplasme. Par mutagénèse et par l'utilisation d'inhibiteurs d'export nucléaire, nous avons démontré que NtNAP1;1 et OsNAP1;1 font la navette entre le cytoplasme et le noyau. Il apparait donc que la compartimentation constitue un moyen de réguler les activités NAP1 dans la cellule. Par génétique inverse, nous avons démontré que le double mutant nrp1-1nrp2-1 chez Arabidopsis thaliana manifeste un phénotype de racines courtes avec défauts en division et différentiation cellulaire. Ce mutant montre une sensibilité accrue aux dégâts causés à l'ADN et une suppression de l'extinction des gènes au niveau transcriptionnel (TGS) dans l'hétérochromatine. L’ensemble des résultats obtenu par ce travail de thèse constitue une nouvelle avancée pour notre compréhension de la régulation dynamique de la structure de la chromatine dans le développement des plantes.The nucleosome is the basic unit of the chromatin in all eukaryotes. Nucleosome assembly is fundamental in various cellular processes such as DNA replication, repair, recombination and transcription. Nucleosome Assembly Protein1 (NAP1) is considered to be a histone chaperone involved in nucleosome assembly. We isolated 3 rice cDNAs and 4 tobacco cDNAs encoding different NAP1 proteins. We demonstrated that in vitro different plant NAP1 proteins bind to different classes of histones, with distinct relative binding strengths. Furthermore, we showed that NAP1 proteins interact with cyclin B and tubulin, suggesting that NAP1 proteins may be involved in tubulin dynamics. Using GFP fusion technology, we showed that while OsNAP1;1 and OsNAP1;3 are localized in both the cytoplasm and the nucleus, the other NAP1 proteins from rice and tobacco are localized primarily in the cytoplasm. By mutagenesis and the use of a nuclear export inhibitor, we demonstrated that NtNAP1;1 and OsNAP1;1 shuttle between the cytoplasm and the nucleus. It thus appears that compartmentalization constitutes a type of regulation of NAP1 activities in the cell. By reverse genetics we showed that the double mutant nrp1-1nrp2-1 in Arabidopsis thaliana has a short-root phenotype, exhibiting defects in cell division and differentiation. This mutant showed an increased sensitivity to DNA damage and release of transcriptional gene silencing (TGS) in heterochromatin. Taken together my thesis work provides novel insights into the dynamic regulation of chromatin structure in plant development