Projet ANR-13-JSV2-0004 – Ubi63 : Exploration du role de la polyubiquitination K63 en utilisant les plantes comme modèle
Programme : JCJC- SVSE 2 – Biologie cellulaire, biologie du développement  et cellules souches (JCJC SVSE 2) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Monsieur Grégory Vert (Institut des Sciences du Végétal)
Partenaires : Institut des Sciences du Végétal
Montant : 375790.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : L’ubiquitination (Ub) est une modification post-traductionnelle jouant un role majeur dans la régulation de nombreux processus cellulaires. Parmi les nombreuses formes que peut prendre l’ubiquitine, la polyubiquitination de type K63 est particulièrement intéressante car associée avec plusieurs fonctions cellulaires indépendantes du protéasome. Toutefois, la myriade de facteurs impliqués dans les processus d’ubiquitination chez les eucaryotes supérieurs, la complexité des mécanismes de formation de chaines spécifiques de polyubiquitine associées à un manque de résolution évident dans l’analyse des types spécifiques d’ubiquitination par imagerie ou biochimie a grandement freiné l’avancée des recherches sur l’ubiquitination chez les êtres vivants. Le projet proposé va développer une combinaison sans précédente d’approches innovantes afin d’élucider de nouveaux rôles de la polyubiquitination de type K63 et de caractériser plus en avant une fonction déjà connue : l’endocytose des protéines membranaires. Pour cela, nous utiliserons la plante modèle Arabidopsis thaliana afin d’analyser en détail la complexité de la polyubiquitination de type K63 chez les eucaryotes supérieurs. L’existence de nombreuses ressources chez Arabidopsis telles que i) un génome entièrement séquencé, ii) une collection de mutant « knock-out » pour chaque gène ou presque, iii) une collection d’ORF séquencées couvrant 50% du génome d’Arabidopsis et permettant de faire des cribles d’ubiquitination in vitro ainsi que des interactions protéines-protéines à grande échelle, associées à la puissance de la génétique directe et biologie cellulaire d’Arabidopsis en font un excellent organisme pluricellulaire pour déconstruire la polyubiquitination de type K63. 
La première partie de ce projet permettra d’étudier plus en avant la fonction précise de l’ubiquitination de type K63 dans les processus d’endocytose. Pour cela, nous avons développé une protéine générique ubiquitinée et montré qu’elle était constitutivement endocytée et adressée à la vacuole pour y être dégradée. L’objectif est de caractériser par pharmacologie et interférence génétique les voies d’endocytose utilisée, puis d’identifier les facteurs moléculaires permettant la reconnaissance et le tri des protéines membranaires ubiquitinées dans la cellule. Ceci sera notamment réalisé par des approches de génétique directe et la recherche de mutants incapables de correctement adresser la protéine générique ubiquitinée vers la vacuole. La seconde partie de ce projet vise à explorer de nouvelles fonctions de la polyubiquitination de type K63  par des approches d’imagerie et protéomique utilisant un senseur spécifique de cette modification post-traductionnelle, associé à des approches génomiques et génétiques. Ceci permettra de fournir des informations nouvelles sur les rôles de la polyubiquitination de type K63 dans la cellule à une échelle jamais égalée chez les organismes vivants sur les facteurs moléculaires, les processus cellulaires et les voies de régulation nécessitant la polyubiquitination de type K63. Les découvertes faites constitueront une avancés majeures en biologie chez les plantes, maus auront très certainement un impact chez les humains où de nombreuses fonctions biologiques sont conservées.