The importance of being essential: EMBRYO-DEFECTIVE genes in Arabidopsis

With the completion of the sequence of the first bacterial genomes, scientists have been able to address the question: How many genes are required for cell viability? In attempting to reply to this question, the concept of the minimal gene set was developed and validated by systematic gene disruption. In a similar manner, whole genome comparisons and systematic Knock–Out have been performed in eukaryotes and have led to the identification to date of the set of essential genes in yeast and C. elegans. In the plant kingdom, the sequence of the Arabidopsis genome together with large-scale functional genomics programs now allow us to address the question of essentiality in Arabidopsis. These concerted efforts have resulted in the identification to date of up to 219 genes essential for seed development (EMBRYO-DEFECTIVE, EMB, genes). With this basic knowledge, we can start a valid comparison of essentiality in Arabidopsis and in other eukaryotes based on functional categories and orthologous relationships. Furthermore, the function of the EMB genes in the particular context of eukaryote evolution driven by whole genome duplications and selective gene loss will be discussed. To cite this article: M. Devic, C. R. Biologies 331 (2008).

RésuméAvec l'achèvement de la séquence des premiers génomes bactériens, les scientifiques furent en mesure de répondre à la question : combien de gènes sont nécessaires pour conditionner la viabilité cellulaire ? En essayant de répondre à cette question, la notion de l'existence d'un jeu minimal de gènes fut élaborée et validée par inactivation systématique de gènes. De la même manière, des études analogues conduites chez les eucaryotes ont abouti à l'identification de l'ensemble des gènes essentiels chez la levure et C. elegans. Dans le règne végétal, le séquençage du génome d'Arabidopsis et la mise en place de programmes de génomique fonctionnelle à haut débit permettent aujourd'hui d'aborder la question de l'essentialité des gènes chez cette plante modèle. Ces efforts concertés ont abouti à l'identification à ce jour de 219 gènes qui sont essentiels au développement des graines (gènes EMB). Grâce à ces connaissances, nous pouvons initier une analyse critique de l'essentialité des gènes chez Arabidopsis et chez d'autres eucaryotes sur la base de catégories fonctionnelles et de relations d'orthologie entre gènes. En outre, nous discutons dans la présente revue la fonction des gènes EMB, dans le contexte particulier de l'évolution des génomes eucaryotes gouvernée par les duplications génomiques et la perte sélective de gènes. Pour citer cet article : M. Devic, C. R. Biologies 331 (2008).