L’enzyme RTL1 : un scalpel cellulaire pour l'élimination spécifique des siARN dans les cellules végétales

Quand les plantes se parlent : décrypter des messages mobiles

Chez les plantes, les petits ARN de 21 et 24 nucléotides, jouent le rôle de messagers et de régulateurs. Deux types de petits ARN, les miARN et les siARN, participent à de nombreux processus biologiques tels que le développement, les réponses au stress et la défense du génome. L'analyse de leur fonction est toutefois complexifiée par la mobilité de quelques miRNA mais surtout de la majorité des siRNA qui se déplacent entre les cellules via les plasmodesmes et à longue distance via les tissus vasculaires. Cette capacité de mouvement signifie qu'ils peuvent agir dans des cellules où ils ne sont pas produits. Jusqu'à présent, si des outils permettaient la séquestration des miARN, la neutralisation sélective des siARN (en particulier ceux de 24 nucléotides) manquait d’outils adéquats.

RTL1 : une enzyme dormante transformée en « scalpel » cellulaire

Le génome d’Arabidopsis thaliana code naturellement pour l’enzyme RTL1 (RNASE THREE-LIKE1), mais celle-ci est épigénétiquement inactivée chez les plantes sauvages.

En plaçant le gène RTL1 sous le contrôle de promoteurs spécifiques, les chercheurs ont réussi une prouesse technique : activer cette enzyme dans un type cellulaire donné afin de réaliser l'ablation spécifique des siARN. Concrètement, RTL1 agit comme un nettoyeur qui dégrade les siARN, mais laisse intacts les miARN. Cette sélectivité est cruciale : elle permet d'étudier le rôle des siARN dans un tissu précis sans provoquer les défauts de développement causés généralement par l’ablation des miRNA chez la plante.
Des expériences de greffe ont révélé que RTL1 dégrade efficacement les siARN mobiles in vivo, indépendamment de leur taille, de leur séquence ou de leur localisation subcellulaire.

À titre de preuve de concept, l'équipe a exprimé l'enzyme RTL1 spécifiquement dans les cellules compagnes du phloème (les autoroutes de la sève). Ils ont ainsi pu démontrer que les siARN mobiles transitent obligatoirement par ces cellules pour déclencher l'extinction de gènes à distance dans toute la plante.

Des enjeux majeurs pour la recherche et l'agriculture

Cette avancée, visant à comprendre et prédire l’expression des gènes pour l’adaptation des plantes, est publiée dans Nucleic Acids Research. 
Ces résultats font de RTL1 un outil puissant pour étudier les voies de mobilité des siARN et leurs fonctions spécifiques selon les types cellulaires.

L’ablation tissu-spécifique des seuls siARN par RTL1 permettra de déterminer dans quelles cellules ces ARN agissent à distance de leur site de production. Cette approche est déterminante pour étudier les processus impliqués dans la communication intercellulaire et dans les relations inter-règnes puisque les siRNAs peuvent également migrer de la plante vers un parasite et vice-versa.