Enjeux et problématiques scientifiques

De nombreuses études ont permis de caractériser les principales voies épigénétiques et d’en identifier certains acteurs. La méthylation de l’ADN, l'incorporation ou l'éviction de différents types d'histones et les modifications post-traductionnelles des histones, composants de la chromatine, sont les principales marques épigénétiques régulant l’expression des gènes. Les ARN non codants (ARNnc) participent également, directement et/ou indirectement, à cette régulation. Les approches génomiques (« genome-wide ») ont permis la description complète et très détaillée de toutes ces modifications épigénétiques (l’épigénome) dans de multiples espèces végétales et aussi au sein d’une diversité d’écotypes/variétale dont les génomes sont disponibles. L’état de l’épigénome est le résultat de l’action de multiples processus impliqués dans l’établissement, la maintenance et la suppression des marques épigénétiques. Les variations de l’épigénome peuvent être soient transitoires, soient transmises lors de la division aux cellules filles ou soient plus stables, et donc héritées dans la descendance : transgénération. Le type de stimulus environnemental (biotique ou abiotique), de tissu, d’organe ou même l’organisation du génome sont également parmi les nombreux paramètres qui influencent de manière quantitative et qualitative les variations épigénétiques. L’épigénomique permettra d’analyser l’impact de ces mécanismes dans de multiples processus ainsi qu’en réponse à l’adaptation des plantes à différents écosystèmes.
Il est évident que des processus moléculaires sophistiqués contrôlent les différents mécanismes épigénétiques. Caractériser leurs bases moléculaires en combinant des approches génétiques, biochimiques et génomiques en lien avec le développement et l’hérédité dans un environnement donné, est le défi majeur des équipes du GDR EPIPLANT. Notre tâche sera de replacer les mécanismes épigénétiques dans un contexte global pour en extraire la signification biologique afin de définir leurs rôles, dans la réponse et l’adaptation des plantes à leur environnement ainsi que dans leur évolution. Par conséquent, une nouvelle ère s’ouvre dans la façon d’appréhender les mécanismes épigénétiques et épigénomiques avec des enjeux scientifiques originaux à forte valeur ajoutée.
Relever ces défis scientifiques nécessite des champs d’expertise multiples avec le développement de techniques de pointe pour la caractérisation de l’épigénome, l’utilisation de modèles végétaux variés et l’utilisation de la diversité d’écotypes adaptés à différentes niches écologiques notamment dans le cadre du changement climatique. Dans ce sens, les équipes de recherche du GDR ont anticipé de façon très efficace cette nouvelle dimension en renforçant le synergisme d’expertises au sein de leur structure. La présence d’équipes s’intéressant aux mécanismes intimes de la chromatine jusqu’à la physiologie dans une diversité de modèles expérimentaux (Arabidopsis, arbres fruitiers, fruits, fleurs, vigne, légumineuses, céréales, diatomées), le développement d’outils bio-informatiques de pointe illustrent déjà l’existence de multiples ressources à forts potentiels.
Initier et soutenir la convergence de toutes les compétences présentes au sein de la communauté française, pour s’ouvrir avec performance à cette nouvelle dimension, motive cette demande de création du GDR EPIPLANT.