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Role of linker histones in plant tissue regeneration

English title Role of linker histones in plant tissue regeneration
Applicant Baroux Célia
Number 182949
Funding scheme COST (European Cooperation in Science and Technology)
Research institution Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie Universität Zürich
Institution of higher education University of Zurich - ZH
Main discipline Embryology, Developmental Biology
Start/End 01.01.2019 - 31.08.2021
Approved amount 344'092.00
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All Disciplines (4)

Discipline
Embryology, Developmental Biology
Cellular Biology, Cytology
Molecular Biology
Genetics

Keywords (6)

Linker Histones, H1; plant regeneration; Arabidopsis; microscopy imaging, image processing; cellular reprogramming; Chromatin

Lay Summary (French)

Lead
Les plantes ont une remarquable capacité de régénération. cette propriété est à la base de pratiques de micropropagation utilisées en horticulture et dans l'agriculture pour propager des plantes ornementales ou d'intérêt agronomique. Les techniques de propagation sont optimisées souvent de manière empiriques et les bases moléculaires de cette plasticité restent cependant mal connues.
Lay summary
La régénération des plantes à partir de suspension cellulaires ou fragments tissulaires repose sur la reprogrammation de cellules, c'est à dire la réorientation de leur programme d'expression de gènes. ce processus permet de recréer les différents types cellulaires et tissulaires à partir d'une masse de cellules indifférenciées ou pluripotentes.

Depuis quelques décénnies il apparait clairement que ce processus de régénération repose aussi sur une reprogrammation épigénétique, impliquant donc des facteurs chromatiniens, à l'heure actuelle encore mal connus.
Notre groupe étudie les variants d'histone H1 ("Linker histones") et leur role dans les arrangements chromatiniens. Nous avons découvert que ces variants répondent de manière dynamique dans des situations de changement d'identité cellulaire (en culture mais aussi au cours du développement).
Nous explorons l'hypothèse que les variants d'histone H1 contribuent au remodellage de la chromatine lors de la reprogrammation cellulaire et de la régénération en culture.

Notre recherche utilise des outils de microscopie à haute résolution ainsi que des techniques de profilages épigénomiques pour étudier les structures chromatiniennes en présence et en l'absence des histones H1 , dans le contexte de régénération de tissus en culture, in vitro. Nous cherchons à identifier de nouveaux partenaires de ce processus au moyen d'un crible génétique et cytologique de facteurs candidats. Pour cela nous avons mis en place une approche semi-automatique de prise et traitement d'images de cellules en culture induites pour la dedifferentiation. Nous étudions aussi l'impact de variants H1 modifiés pour leur propriété de résidence sur la chromatine.

Collectivement, notre recherche s'inscrit dans le cadre des objectifs de l'action européenne COST "INDEPTH" (Impact of Nuclear Domains in gene Expression and Plant Traits") auquel notre groupe participe en terme de recherche, de dissémination de savoir (expertises expérimentales et traitement d'image) lors de collaborations, d'échanges et de conférences.
Direct link to Lay Summary Last update: 19.12.2018

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Probing the 3D architecture of the plant nucleus with microscopy approaches: challenges and solutions
Dumur Tao, Duncan Susan, Graumann Katja, Desset Sophie, Randall Ricardo S, Scheid Ortrun Mittelsten, Prodanov Dimiter, Tatout Christophe, Baroux Célia (2019), Probing the 3D architecture of the plant nucleus with microscopy approaches: challenges and solutions, in Nucleus, 181.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Prof Andrzej Jermanowski Poland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Prof Lucas Pelkmans, Institute of Molecular Life Science Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
INDEPTH (COST action) Annual meeting 2019 Talk given at a conference Unlocking the route to reproductive lineage initiation A role for linker histone eviction? 09.12.2019 Madrid, Spain Baroux Célia;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
185186 Linker histones at the nexus of plant cell reprogramming 01.09.2019 Project funding (Div. I-III)

Abstract

Plants have a remarkable regenerative ability, a trait largely exploited in agricultural and horticultural practices. Regeneration relies on versatile, reprogrammable circuits of gene expression underlying cellular plasticity, a property in the research spotlight on both plant and animal systems. Current models emphasize the role of epigenetic instructions and chromatin organization in providing a tunable platform for controlling gene expression. The aim of the INDEPTH COST action is to understand the nature and role of chromatin domains in the nucleus in relation to the expression of plant traits . As part of the INDEPTH consortium our group focus on linker histones (H1) and their role in cellular reprogramming. H1 are key chromatin organizers controlling microscopic and nanoscale chromatin domain organisation and influencing the epigenetic landscape (histone modifications and DNA methylation). We also found that H1 variants are evicted at the onset of transdifferentiation in culture, and precedes cellular reprogramming. Our project aims at elucidating the molecular and genetic link between H1 dynamics, H1-dependent chromatin organization and regenerative competence in Arabidopsis.
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