Projet ANR-08-BLAN-0056 – CentroPlant : Des composants centrosomaux dans les cellules végétales acentrosomales
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE VERSAILLES GRIGNON (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE - CENTRE DE RECHERCHE DE VERSAILLES GRIGNON)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Institut national de la recherche agronomique
Montant : 300000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : Organismes fixés et autotrophes, les plantes terrestres présentent des caractéristiques uniques du point de vue de leur physiologie, de leur développement multicellulaire et de leur organisation cellulaire. En particulier, le cytosquelette, constitué de microtubules et de microfilaments d'actine, s'organise en différents réseaux uniques aux plantes, qui se succèdent durant le cycle cellulaire et la différenciation. Le cytosquelette est impliqué dans tous les aspects de la division, élongation et différenciation cellulaire, ainsi que dans le dépôt de la paroi pecto-cellulosique. Il joue aussi un rôle important dans beaucoup de réponses à des signaux endogènes (hormones…) ou à des facteurs de l'environnement biotique et abiotique. A la différence de la plupart des autres eucaryotes, les cellules des plantes terrestres sont dépourvues d'un centre organisateur de microtubules bien défini (MTOC) tel qu'un centrosome, à l'exception des corps basaux présents ches les cellules spermatiques flagellées des plantes inférieures. L'absence de centrosomes et de centrioles, ainsi que les mécanismes de nucléation des microtubules ches les plantes supérieures ont été l'objet de nombreuses questions et spéculations durant les dernières décennies. En particulier, la conservation, le remodelage, voire la réinvention ab nihilo de fonctions de type centrosomal dans les cellules végétales est un point qui reste totalement inexploré. Notre groupe a initialement focalisé son travail sur les mutants ton et fass d'Arabidopsis, les seuls mutants de plante connus incapable de former l'anneau de préprophase, une structure spécifique des plantes terrestres des mousses aux angiospermes, impliquée dans la détermination du plan de division à la transition G2/M. Cette absence engendre un défaut de guidage du phragmoplaste et un positionnement anormal des plans de division entre cellules. Ces mutants permettent d'aborder quelques questions essentielles en biologie cellulaire végétale, comme le rôle du cytosquelette dans la division et la croissance cellulaire et plus généralement l'importance de ces composantes cellulaires dans la morphogenèse et le développement des plantes terrestres. Les résultats récents de notre groupe sur la caractérisation des protéines TON, FASS et de leurs partenaires ont mis en évidence des arguments convergents pour la conservation évolutive (et fonctionnelle ?) de composants centrosomaux au niveau du cortex végétal. TON et FASS elles-même sont apparentées à des protéines dont la localisation aux centrosomes animaux a été montrée il y a peu. D'autre part, TON interagit avec la centrine, un composant majeur des MTOCs eucaryotes. De plus, plusieurs interactants de TON appartiennent à une nouvelle famille de protéines associées au cytosquelette (TIMs), qui possèdent des points communs avec des protéines impliquées dans l'ancrage des microtubules au centrosome. L'ensemble de ces informations constitue la première indication jamais décrite d'un éventuel lien fonctionnel et évolutif entre centrosomes animaux et cytosquelette végétal, en dehors des aspects de nucléation dépendant de la gamma-tubuline. Ces réseaux moléculaires pourraient, en partie ou totalité, représenter des mécanismes centrosomaux anciens communs aux eucaryotes, conservés au cours de la divergence entre règnes, et réalloués au cortex dans les cellules végétales. Le but de ce projet est, à partir de ces résultats originaux, d'aborder certaines questions anciennes de biologie cellulaire végétale à propos de la nature distribuée des centrosomes végétaux, en partant des points suivants : - la caractérisation fonctionnelle de TON, sa localisation, ses partenaires, la signification fonctionnelle de sa dimérisation et d'un éventuel contrôle par phosphorylation, par rapport au(x) rôle(s) de TON, de FASS et des TIMs dans la construction des réseaux de microtubules corticaux tels que le PPB (WP1). - la caractérisation fonctionnelle de la famille TIM et de ses partenaires protéiques