Comprendre la structure du complexe synaptonémal chez Arabidopsis thaliana

La méiose est un type de division cellulaire qui produit des cellules haploïdes, précurseurs des gamètes, qui sont des cellules spécialisées transmettant l'information génétique lors de la reproduction sexuée. Chez Arabidopsis thaliana comme chez d'autres organismes modèles utilisés pour étudier la méiose, l'identification et la caractérisation des gènes méïotiques constituent un domaine de recherche actif. Cette thèse rapporte l'identification de trois nouveaux gènes méïotiques chez A. thaliana, nécessaires pour assurer la ségrégation correcte des chromosomes homologues lors de la méiose I, et qui sont conservés chez un grand nombre d'espèces d'angiospermes. Le complexe synaptonémal est une structure caractéristique de la méiose : il se forme entre chromosomes homologues pendant la prophase I et, selon les espèces, participe à la formation et/ou à la régulation des crossing-overs. La première partie de cette thèse décrit l'identification et la caractérisation de SCEP1 et SCEP2, deux nouvelles protéines de l'élément central du complexe synaptonémal chez A. thaliana. Ces protéines sont essentielles à la formation du complexe synaptonémal et se localisent en son centre. Leur absence dérégule la formation des crossing-overs : un plus grand nombre de crossing-overs se forme, mais leur distribution habituelle est altérée. La seconde partie de cette thèse se concentre sur les fonctions d'une troisième protéine méiotique, nommée MPOZ1. Contrairement aux deux protéines précédentes, l'absence de cette protéine entraîne une diminution du nombre de crossingovers et des complexes précurseurs de crossingovers. Des études d'interaction génétique ont montré que HEI10 est épistatique à MPOZ1, un gène pro-crossing-over de classe I. L'étude des caractéristiques du complexe synaptonémal chez le mutant mpoz1 a révélé plusieurs anomalies dans la dynamique du complexe synaptonémal. Le phénomène le plus marquant est un remodelage retardé, voire incomplet, des éléments latéraux dans mpoz1. De plus, des appariements nonhomologues et des structures synaptonémales anormales, telles que des polycomplexes, ont parfois été observés. Ces résultats suggèrent donc un rôle précoce de MPOZ1 en prophase I et mettent en lumière l'interconnexion entre la recombinaison homologue méiotique et la dynamique du complexe synaptonémal.