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Stage:12
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Surfaces Cellulaires et Signalisation chez les Végétaux (UMR UPS-CNRS 5546)
Equipe d'accueil : Protéines pariétales et développement (responsable Elisabeth JAMET)
Encadrant(e)(s) : Hervé CANUT, chargé de recherches CNRS, Tel 05 62 19 35 27, mail canut@scsv.ups-tlse.fr
Les récepteurs membranaires possèdent des rôles essentiels dans tous les organismes vivants, en raison de leur capacité à reconnaître des signaux de l’environnement et à activer des cascades de transduction. C’est le cas des récepteurs kinases (receptor-like kinases – RLKs), présents dans les règnes animal et végétal, qui possèdent un domaine extracellulaire lié à un domaine kinase intracellulaire via un domaine transmembranaire.
Les lectines sont des protéines capables de lier des mono- ou oligo- saccharides de manière réversible et de décrypter l'information contenue dans ces structures complexes. Les lectines sont retrouvées chez les plantes, les animaux, les bactéries et les virus. Concernant les surfaces cellulaires d'A. thaliana, les lectines sont présentes sous forme:
- de protéines solubles faiblement liées à la paroi,
- de protéines chimériques: les lectines sont alors le domaine extracellulaire de RLKs.
Les lectines peuvent développer des interactions avec des constituants du même organisme (reconnaissance du soi, ligands endogènes) ou d'organismes étrangers (reconnaissance du non-soi, ligands exogènes). Chez les plantes, les lectines sont vraisemblablement impliquées dans la reconnaissance de pathogènes, mais également dans l'assemblage des polysaccharides pariétaux. En particulier, les récepteurs lectine-kinase (LecRKs) pourraient constituer un système sensoriel et jouer le rôle de sentinelles permettant de rendre compte de l'intégrité pariétale suite à l'attaque d'un pathogène, ou encore lors d'un programme de développement. Les voies de signalisation impliquant des lectines ne sont pas connues.
Au laboratoire, nous étudions un LecRK d’Arabidopsis (At5g60300) dont le domaine extracellulaire est de type lectine de Légumineuses.
- le gène At5g60300 est un acteur potentiel de contacts paroi-plasmalemme: ces contacts sont des liens physiques entre paroi et plasmalemme mis en évidence lors de la plasmolyse des cellules. Nos travaux ont permis d’établir que ces contacts mettent en jeu des interactions protéine-protéine via la protéine At5g60300.
- une expression maximale du gène At5g60300 est observée dans les apex racinaires, et une induction rapide et transitoire lors de l’infection par des pathogènes.
- deux allèles différents de lignées mutantes d'A. thaliana pour le gène At5g60300 (lecrk79-1 et lecrk79-2 insertion d'un ADN-T) ont été caractérisés: lors de l'inoculation de souches virulentes et avirulentes de Pseudomonas syringae, les deux mutants allèliques présentent une plus grande susceptibilité au pathogène.
L'objectif de ce projet de M2R, qui se développera ensuite sur un projet de thèse, vise à préciser la localisation intracellulaire des LecRKs chez A. thaliana et poursuivre l'étude de leurs fonctions physiologiques.
Les points suivants seront abordés:
- les localisations tissulaire et subcellulaire de la protéine At5g60300: des protéines de fusion associant, en C-terminal, la GFP soit avec les domaines lectine et transmembranaire d'At5g60300, soit avec l'ensemble de la protéine At5g60300, seront produites chez A. thaliana sous contrôle d'un promoteur 35S ou du promoteur du gène At5g60300.
- la poursuite de l'analyse fonctionnelle de la protéine At5g60300: des plantes d'A. thaliana transgéniques exprimant un allèle dominant négatif du gène At5g60300 seront produites et complèteront les lignées déjà obtenues, mutantes et surexprimant le gène At5g60300. L’analyse phénotypique portera une attention particulière aux contacts paroi-plasmalemme, aux réponses à des pathogènes.
Techniques mises en œuvre pour la réalisation du projet
- Biologie moléculaire (clonages, PCR,…)
- Transgenèse chez Arabidopsis thaliana
- Biologie cellulaire (microscopie épifluorescence, confocale)
Bibliographie
- Canut et al 1998 Plant J 16, 63
- Senchou et al 2004 Cell Mol Life Sci 61, 502
- Gouget et al 2006 Plant Physiol 140, 81