Une perspective fonctionnelle et évolutive sur la liaison des facteurs de transcription dans Arabidopsis thaliana

Comprendre les mécanismes sous-jacents à la régulation des gènes est primordial pour comprendre la traduction du génotype au phénotype. Les deux sont liés par l'expression génique, et on pense généralement que la variation dans la fonction des facteurs de transcription (TF) est un déterminant important de l'évolution phénotypique. Nous avons analysé des expériences de chromatine immunoprécipitée à l'échelle du génome publiquement disponibles pour 27 TFs dans Arabidopsis thaliana et construit un réseau expérimental contenant 46,619 interactions régulatoires et 15,188 gènes cibles. Nous avons identifié des cibles centrales et des régions à haute occupation cible (HOT), qui sont enrichies en gènes impliqués dans le développement, les réponses aux stimuli, la signalisation et les processus régulatoires des gènes dans le réseau actuellement profilé. Nous fournissons plusieurs éléments de preuve que la liaison des TF dans les régions HOT des plantes est fonctionnelle, contrairement à celle des animaux, et n'est pas simplement le résultat d'une chromatine accessible. Les régions HOT abritent des motifs d'ADN spécifiques, sont enrichies en gènes exprimés de manière différentielle et sont souvent conservées chez les crucifères et les dicotylédones, même si elles ne sont pas soumises à des niveaux de sélection purificatrice plus élevés que les régions non-HOT. Les régions liées distales sont également sous sélection purificatrice et sont enrichies pour un état de chromatine montrant une régulation par le complexe répressif Polycomb. La complexité de l'expression génique est corrélée positivement au nombre total de TFs liés, révélant des perspectives sur le code régulatoire pour les gènes avec des largeurs d'expression différentes. L'intégration des informations sur les motifs d'ADN non canoniques et canoniques produit de nouvelles hypothèses sur le co-entreposage et l'accrochage entre des TFs spécifiques impliqués dans la floraison et la régulation lumineuse.