Projet ANR-11-BSV6-0010 – TRANSLATOR : la voie de signalisation TOR et la traduction chez les plantes
Programme : Blanc - SVSE 6 - Génomique, génétique, bioinformatique et biologie systémique (Blanc SVSE 6)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur christophe ROBAGLIA (UNIVERSITE AIX-MARSEILLE II  [DE LA MEDITERRANEE])
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Institut Jean-Pierre Bourgin; Biologie Végétale et Microbiologie Environnementales
Montant : 440992.0 euros
Date de début : 2012
Durée : 48 mois
Résumé : Signalisation et adaptation des plantes à l’environnementFonctionnement des voies de signalisations impliquant la protéine TOR et ses liens avec la synthèse protéique chez la plante Arabidopsis thaliana
Elucidation des mécanismes moléculaires  de signalisation et adaptation des plantes à l’environnement.La croissance des plantes est plastique et s’adapte continuellement à l’environnement. La croissance est liée a la capacité de synthèse des protéines. La kinase eucaryotique TOR perçoit l’environnement et adapte la synthèse protéique. L’objectif du projet est de comprendre les mécanismes moléculaires spécifiques au plantes existant en amont de la kinase TOR, les complexes protéiques ou intervient cette kinase et ses liens avec la synthèse des protéines.
Approches combinées de protéomique et de génétique dans l’étude de l’adaptation des plantes à l’environnement.L’approche choisie est celle d’une purification des complexes protéiques ou interviennent la protéique TOR et ses partenaires suivie d’une analyse protéomique par spectrométrie de masse. Les complexes sont purifiés par chromatographie d’affinité des protéines étiquetées pour affinité pour les structure coiffe des ARN messagers. Les protéines phosphorylées sont également détectées. Cette purification se fait dans des conditions variables d’inactivation de la protéine TOR a l’aide d’outils génétiques et pharmacologiques. La caracterisation des fonctions des  protéines apparaissant différentiellement associées aux complexes ou différentiellement phosphorylées est approfondie par l’étude phénotypique des mutants correspondants.
Résumé de la soumission : Les organismes vivants intègrent des informations environnementales biotiques et abiotiques (pathogènes, nutrition, stress) pour ajuster leur croissance et leur développement. Chez les eucaryotes, un des systèmes de signalisation majeur connectant la croissance à l’information environnementale est connu sous le nom de « voie de TOR » d’après le nom de la protéine « Target of Rapamycin » présente chez tous les eucaryotes. TOR est une protéine kinase de très grande taille, impliquée dans plusieurs complexes, et qui agit de façon directe ou indirecte sur de nombreux processus cellulaires et particulièrement sur l’activité de synthèse des protéines au niveau de la biogenèse des ribosomes et de la traduction des ARNm. La voie de TOR chez les plantes est moins bien connue que chez d’autres organismes alors que les plantes, organismes immobiles, ont une nécessité de d’ajuster continuellement leur développement, qui est particulièrement plastique, aux conditions environnementales et à la présence de pathogènes. Ce projet concerne donc l’étude de la voie TOR chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. L’objectif principal est d’intégrer la signalisation TOR dans le contrôle de la traduction en conditions de stress et de l’intégrer dans le schéma conceptuel de l’adaptation des pantes à l’environnement. Nous proposons d’identifier et d’étudier les cibles de la voie TOR liées à la synthèse protéique en utilisant la purification des complexes d’initiation de traduction, des ribosomes et polysomes et, plus spécifiquement, les interactions entre TOR et la traduction à travers le facteur d’initiation de la traduction eIF3. En effet l’un des partenaires du projet a montré qu’un protéine virale (TAV) capable de stimuler la reinitiation de la traduction, normalement réprimée chez les eucaryotes, recrute à la fois la protéine TOR et eIF3. Nous explorerons également les interactions entre TOR et les phytohormones acide abcissique (ABA) et acide salicylique (SA) toutes deux impliquées dans la propagation des réponses de stress. Le consortium d’équipes a été pionnier dans le défrichage de la voie TOR des plantes et possède une expertise reconnue à la fois dans l’étude des régulations traductionnelles des ARN cellulaires et viraux et dans les voies de signalisation.
Résultats : L’analyse protéomique des complexes protéiques s’associant  à la coiffe des ARNm en conditions d’inactivation de la kinase TOR a été effectuée et révéle des protéines différentiellement associées. L’analyse des protéines ribosomales  a montré la différence de phosphorylation de la protéine S6. Les complexes de traduction polysomaux comprenant la protéine TOR ont également été caractérisés  (la plupart de ces travaux ont été entrepris avant le début du projet)
Perspectives : Le projet est encore a son début. Les protéines différentiellement associées aux différetns complexes (complexes de coiffe, ribosomes, polysomes) seront testées pour eur capacité a être directement phosphorylées par la kinase TOR. Pour cela un test de phosphorylation doit être mis au point. Leur action sur la synthèse protéique sera évaluée génétiquement et biochimiquement.
Publications et brevets : Article de revue et de prospective précisant les axes futurs de recherche concernant la signalisation via les kinases TOR et SnRK chez les plantes
Sensing nutrient and energy status by SnRK1 and TOR kinases.
Robaglia C, Thomas M, Meyer C.
Curr Opin Plant Biol. 2012 Jun;15(3):301-7. Epub 2012 Feb 2.