Projet ANR-06-BLAN-0262 – IMACEL : Control of cellulose synthesis in higher plants
Programme : Programme blanc (BLANC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE CENTRE DE RECHERCHES DE VERSAILLES (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE CENTRE DE RECHERCHES DE VERSAILLES)
Partenaires : Institut national de la recherche agronomique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 250000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : 1.Contexte scientifique et objectifs La paroi végétale est un composite complexe qui comprend entre autres des microfibrilles de cellulose (CMF) qui se déposent autour des cellules. Le dépôt des CMFs est un processus hautement régulé qui joue un rôle clé dans la croissance et la morphogenèse à travers de changements des propriétés mécaniques des parois. La cellulose est synthétisée à partir de complexes protéiques localisés au niveau de la membrane plasmique. Très peu de choses sont encore connues sur la composition exacte de ces complexes et les mécanismes de la régulation du dépôt des CMFs. Des approches génétiques ont identifié plusieurs gènes impliqués dansnécessaires pour la synthèse de cellulose, dont les sous-unités catalytiques de la cellulose synthase (CESA), trois autres protéines de fonction inconnue et une cellulase membranaire, KOR1. une endo beta1,4 glucanase (KOR1), KOBITO,une protéine membranaire dont la fonction est inconnue, POM1, une chitinase like protéine, Par ailleurs, les microtubules corticaux jouent un et COBRA, une protéine à ancrage GPI. La cellulose est synthétisée à partir de complexes protéiques localisés au niveau de la membrane plasmique et constitués de CESA mais très peu de choses sont encore connues sur la composition exacte de ces complexes et les mécanismes de la régulation de la synthèse et du dépôt des CMFs. Il existe également un débat quant au rôle des microtubules corticaux surrôle dans l'orientation des CMFs. L'étude de plantes exprimant des protéines fusion fonctionnelles GFP-CESA et GFP-KOR1, capables de restaurer le phénotype sauvage montrant ainsi que ces constructio ns sont fonctionnelles, a permis de visualiser pour la première fois en temps réel par microscopie confocale, la distribution subcellulaire et les trajectoires e mouvement des complexes cellulose synthases et de KOR1 in vivo. Nos résultats préliminaires suggèrent que Des trajectoires linéaires sont observées ainsi qu'une localisation intracellulaire de ces GFP-CESA. Ces trajectoires rappèlent l'organisation des CMFs dans les cellules en élongation qui sont perpendiculaires à l'axe de l'élongation. Des travaux récents ont permis de mettre en évidence que la protéine KOR transite entre différents compartiments comme l'appareil de Golgi, les endosomes la vacuole et la membrane plasmqiue. Cette distribution des compartiments GFP-KOR dépend du stade de développement et lors de traitements avec des herbicides qui inhibent spécifiquement la synthèse de la cellulose. Nos résultats suggèrent qu'il existe donc des mécanismes de régulation des complexes impliqués dans la synthèse de la cellulose. la synthèse de cellulose est finement régulée au niveau du trafic subcellulaire des complexes cellulose synthase et de KOR1.  Les objectifs du projet sont :  *	Développer de nouvelles méthodes d'analyse d'images pour la quantification automatique de la distribution des complexes cellulose synthases au travers des compartiments subcellulaires et la direction et la vitesse de leur mouvement.  *	Etudier les régulations développementales et environnementales de ces paramètres  *	Etudier le rôle éventuel des composants de la machinerie de synthèse de cellulose, dans la distribution subcellulaire et les trajectoires des complexes cellulose synthases. *	Etudier le rôle des modifications post-traductionnelles et en particulier la phosphorylation dans le contrôle de ces paramètres.  2.Description du projet et méthodologie Le projet vise à determiner les caractéristiques de dépôt de la synthèse de la cellulose dans différents contextes développementaux et génétiques (densité des complexes CESA, leur vitesse moyenne de déplacement, leur trajectoires preferentielles, pourcentage de co_loDes lignées d'Arabidopsis exprimant GFP-CESA3, GFP-CESA6 derrière leur propre promoteur ou 35S-GFP-KOR1, capables de restaurer le phénotype sauvage montrant ainsi que ces constructio dans les fonds mutants correspondants ont été générées. D'abord nous développero...