MEMOSTRESS — Stabilité et potentiel adaptatif des variations épigénétiques induites par les stress

Jusqu’à récemment, la génétique a considéré les mutations de la séquence de l’ADN comme l'unique source ou presque de variations phénotypiques héritables, ce qui a eu pour conséquence que l'adaptation est vue comme étant strictement dépendante des variations de la séquence de l'ADN. Cependant, ce postulat est actuellement remis en cause, notamment suite aux observations que des changements d'états chromatiniens, qui sont fondamentaux pour le contrôle de l'activité du génome chez les eucaryotes, peuvent être en partie induits par l'environnement et transmis au travers des générations, indépendamment de toute variation de séquence de l’ADN. Cette héritabilité épigénétique, très largement documentée chez les plantes, implique le plus souvent des variations de méthylation de l'ADN au niveau des séquences répétées, et concerne particulièrement les éléments transposables. Néanmoins, aucune étude à ce jour n'a exploré de manière systématique la stabilité et les conséquences phénotypiques des variations épigénétiques induites par l'environnement, ni testé leur signification écologique ou évolutive. Ces variations pourraient offrir une voie plus rapide et réversible pour l’adaptation. Nous proposons ici de tester cette hypothèse dans le cadre d’un projet interdisciplinaire ambitieux, reposant sur la combinaison de ressources et d'expertises uniques. Les principaux objectifs sont 1) de déterminer l'ampleur des variations épialléliques et leur stabilité au travers des générations chez la plante modèle Arabidopsis, en utilisant des approches de séquençage de nouvelle génération (Next Generation Sequencing, NGS), 2) d'examiner les conséquences phénotypiques et le potentiel adaptatif des variations épigénétiques induites par le stress en utilisant une plate-forme automatisée pour le phénotypage d'Arabidopsis, 3) de comparer les variations phénotypiques et épigénétiques induites par le stress à celles présentes dans une population de lignées recombinantes de même génotype mais présentant des profil de méthylation de l'ADN très contrastés sur l'ensemble du génome (epiRILs), et 4) de développer des modèles de systèmes évolutifs prenant en compte l'architecture épigénétique. La nature intégrative de ce projet entrainera des avancées majeures dans notre compréhension de l’importance écologique et évolutive des variations épigénétiques induites par des changements de l’environnement. Ces nouvelles connaissances offriront de nouvelles perspectives dans la prédiction et la maitrise de l'adaptabilité des plantes en réponse aux changements climatiques actuels.