Plant development: A TALE story

Plant development depends on the activity of a group of dividing cells called the meristem. Extensive genetic analyses have identified the major regulators of the shoot apical meristem (SAM), which control the development of all aerial organs. Among them, the three-amino-acid-loop-extension (TALE) class of homeoproteins has been shown to control meristem formation and/or maintenance, organ morphogenesis, organ position, and several aspects of the reproductive phase. This family contains the KNOTTED-like homeodomain (KNOX) and BEL1-like Homeodomain (BELL) members, which function as heterodimers. In this review, we have reported the functions of the TALE members throughout the Arabidopsis life cycle. Genetic analyses revealed a complex network, as TALE members exhibit both overlapping and antagonistic activities. The characterization of a new KNOX member (KNATM), which lacks a homeodomain and interacts with other members to modulate their activities, adds another layer of complexity to this network. While the mode of action of these transcription factors is still largely unknown, they have been implicated in the regulation of several hormonal pathways, providing a link between gene regulatory networks and signaling in the SAM.

RésuméLe développement des plantes dépend de l’activité de petits groupes de cellules en division : les méristèmes. Les analyses génétiques réalisées chez Arabidopsis ont permis d’identifier les régulateurs majeurs du méristème apical caulinaire. Parmi ceux-ci, la famille de facteurs de transcription à homéodomaine TALE joue un rôle critique puisque ses membres régulent l’initiation et le maintien du méristème, la forme et la position des organes, et plusieurs aspects de la phase reproductrice. Cette famille comprend les membres KNOX et BELL qui sont actifs en tant qu’hétérodimères. Dans cette revue, les fonctions des protéines TALE au cours du cycle d’Arabidopsis sont présentées. Les analyses génétiques ont permis de révéler une fonction pour la moitié des membres de cette famille. Le réseau TALE est complexe, car ses membres ont des fonctions à la fois redondantes et antagonistes. La caractérisation d’un nouveau membre KNATM qui a perdu l’homéodomaine, mais qui peut néanmoins interagir avec les autres membres et moduler leur activité vient ajouter une nouvelle dimension à cette complexité. Bien que le mode d’action de ces facteurs de transcription soit encore mal connu, ils ont été impliqués dans la régulation de plusieurs voies de signalisation hormonale, fournissant ainsi un lien entre le réseau d’interaction génétique et la signalisation dans le méristème.