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Stage:11
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire Génome et Développement des Plantes (LGDP), Université de Perpignan.
Equipe d'accueil : Métabolisme des ARN et régulation épigénétique chez Arabidopsis thaliana
Encadrant(e)(s) : Cécile Bousquet-Antonelli (Chargée de Recherche, CNRS), Jean-Marc Deragon.
Les ARNm cytoplasmiques eucaryotes sont en équilibre dynamique entre différentes localisations subcellulaires qui influencent fortement leur traduction et/ou leur dégradation. Les ARNm en cours de traduction se retrouvent au niveau des polysomes alors que l'inhibition de la traduction (au cours du développement ou suite à un stress) conduit à relocaliser les ARNm dans des agrégats appelés "p-bodies" et granules de stress. Immédiatement à la sortie des polysomes, les ARNm s'assemblent dans des p-bodies où ils seront immédiatement dégradés ou alors rapidement transférés dans des granules de stress où ils seront conservés intact pour un éventuel retour vers la traduction. Ce transfert des p-bodies vers les granules de stress s'accompagne d'un remaniement important des protéines associées. En effet, au passage, les ARNm récupérent des protéines essentielles de la traduction (comme eIF2, eIF3, PAB1 et la sous-unité 40S du ribosome) et perdent certaines protéines impliquées dans la dégradation (comme l'enzyme d'élimination de la coiffe DCP1) mais curieusement conserve l'exonucléase 5'-3' XRN1. Au cours de l'étude d'une famille de protéines de liaison aux ARN possédant un motif "LA" (Fleuredépine et al., 2007 ; Bousquet-Antonelli and Deragon, 2009), nous nous sommes intéressé à la protéine LARP1. Bien que de fonction inconnue, nous avons montré que cette protéine est extrêment conservée pour l'ensemble des eucaryotes et est essentielle à la viabilité chez la plante. L'utilisation d'une fusion LARP1-GFP nous a permis d'observer que, suite à plusieurs types de stress, cette protéine est associée aux granules de stress. Une recherche de partenaires protéiques par la technique de double hybride nous a permis de confirmer cette association puisque LARP1 intéragit fortement avec PAB2 et XRN4 (les homologues plantes de PAB1 et XRN1) deux protéines présentes dans les granules de stress. De façon très intéressante, nous avons également observé que LARP1 pouvait interagir fortement avec POM1, une endochitinase potentiellement impliquée dans la synthèse de N-acetylglucosamine (GlcNAc). Or il a été montré très récemment chez l'homme que la N-acetylglucosamination (O-GlcNAc) des protéines ribosomales est une étape essentielle à la formation des granules de stress. Au cours de ce stage, en utilisant un anticorps contre les protéines modifiées par O-GlcNAc, nous testerons si cette situation est également vrai chez la plante. Une possibilité serait qu'en condition normale de traduction, LARP1 régule négativement la production de GlcNAc en interagissant avec POM1. Lors d'une perturbation de la traduction (stress), LARP1 dirigerait alors l'assemblage des granules de stress en se dissociant de POM1, permettant ainsi la production de GlcNAc, et en s'associant avec PAB2, XRN4 et certains ARNm cibles. Pour tester cette hypothèse nous voulons dans un premier temps inactiver (par RNAi inductible) ou surexprimer (par promoteur 35S) LARP1 chez la plante et observer in planta l'impact de ces modifications sur la formation des granules de stress. Au cours du stage, l’étudiant devra utiliser les lignées RNAi inductible ou surexpresseur de LARP1 déjà disponible au laboratoire pour tester l’impact sur la formation des granules de stress grâce au suivi de plusieurs protéines connues pour faire partie de ces granules.
Techniques à mettre en oeuvre:
Techniques de biologie moléculaire (clonage, PCR, séquençage...)
Analyse protéique par western blot, analyse d’ARN par northern blot.
Techniques de microscopie pour la localisation de protéines au niveau subcellulaire.
Références bibliographiques de l’équipe sur le sujet:
Bousquet-Antonelli C, Deragon JM A comprehensive analysis of the La-motif protein superfamily
RNA (2009) 15:750-64
Fleurdepine S, Deragon JM, Devic M, Guilleminot J, Bousquet-Antonelli C. A bona fide La protein required for embryogenesis in Arabidopsis thaliana. Nucleic Acids Res. (2007);35(10):3306-21