Un mécanisme de réparation de l'ADN supprime le transfert de gènes des plastides vers le noyau chez les plantes

Une nouvelle étude publiée dans Nature Plants révèle un mécanisme chez les plantes qui supprime le transfert d'ADN des plastides vers le noyau. La recherche, menée par Gonzalez-Duran, Kroop, Schadach et leurs collègues, montre que la machinerie de réparation des cassures double brin (CDB) de l'ADN joue un rôle clé dans la prévention de ce transfert. Les plastides, provenant de cyanobactéries, ont transféré de nombreux gènes vers le noyau au cours de l'évolution. L'étude révèle que les plantes utilisent les voies de réparation des CDB pour empêcher une incorporation excessive d'ADN plastidial, maintenant ainsi l'intégrité du génome nucléaire. Les chercheurs ont démontré que les composants canoniques de la réparation des CDB minimisent l'intégration d'ADN étranger lorsque des dommages à l'ADN se produisent à proximité de sites potentiels d'insertion d'ADN plastidial. Les plantes dont les voies de réparation des CDB sont compromises ont montré une intégration accrue d'ADN plastidial, une instabilité génomique et des schémas d'expression génique aberrants. Des techniques de séquençage génomique avancées ont montré de fréquents fragments d'ADN plastidial infiltrant le noyau. Cependant, les événements d'intégration stables dans les chromosomes nucléaires sont supprimés par le système de réparation des CDB. L'étude a révélé que les signaux de reconnaissance et les complexes protéiques s'assemblent sélectivement sur les sites de CDB, sans accepter les fragments d'ADN dérivés des plastides comme substrats de réparation. Cette sélectivité peut impliquer la reconnaissance du contexte de séquence et l'architecture de la chromatine. Les résultats suggèrent que les voies de réparation de l'ADN agissent comme des gardiens contrôlant l'acceptation des séquences organellaires exogènes. L'ingénierie de plantes avec des capacités de réparation des CDB modulées pourrait influencer les taux d'introgression de l'ADN plastidial, offrant un outil pour l'édition du génome et la biologie synthétique. Cette recherche souligne l'importance des mécanismes de réparation de l'ADN dans le maintien de l'intégrité génomique et la régulation de l'évolution du génome dans les cellules eucaryotes. Elle incite également à une réévaluation des estimations du transfert horizontal de gènes dans les génomes végétaux.