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Stage:37
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Surfaces Cellulaires et Signalisation chez les Végétaux, UMR CNRS/UPS 5546, Pôle de Biotechnologies végétales, 24 chemin de Borde-Rouge, BP42617, 31326 Castanet-Tolosan
Equipe d'accueil : Signalisation Calcium dans l’Adaptation des Plantes à l’Environnement
Encadrant(e)(s) : Jean-Philippe Galaud (tel : 05 34323828 / galaud@scsv.ups-tlse.fr)
Il est à présent bien établi que de nombreux stimuli (hormones, stress abiotiques, pathogènes, symbiotes) sont à l’origine de variations du taux de calcium dans la cellule végétale et que ces variations constituent un élément essentiel dans la mise en place des réponses aux contraintes de l’environnement. Parmi les protéines capables de prendre en charge et de décoder ces signaux calciques, on trouve la calmoduline (CaM) qui est une protéine présente chez tous les eucaryotes capable d’interagir et de moduler l’activité de diverses protéines cibles. A côté de la forme typique de CaM, les plantes possèdent un répertoire particulier de protéines apparentées à la CaM, désignées CML (calmodulin-like) dont les rôles physiologiques sont dans la plupart des cas inconnus. Les travaux réalisés dans l’équipe en utilisant la plante modèle Arabidopsis, ont apporté des données nouvelles sur la fonction physiologique de certaines CaM et CMLs et de leurs cibles dans la tolérance aux stress. Ainsi, nous avons montré que CML9, une CML du groupe II agit comme un régulateur négatif et positif dans les réponses à des stress abiotiques et biotiques respectivement. A coté de CML9, on retrouve parmi les CMLs du groupe II les CML8, 10 et 11 pour lesquelles aucune fonction physiologique n’a encore été démontrée. Les données de microarrays disponibles indiquent que ces CML présentent un profil d’expression particulier en réponses à divers stress de l’environnement et l’objectif du projet sera de comprendre la signification biologique de ces données d’expression.
Pour cela, une analyse fonctionnelle basée par des approches de génétique inverse de type perte et gain de fonction sera entreprise grace aux ressources génétiques générées dans l’équipe (mutants alléliques, lignées sur-expresseurs). Des analyses du comportement des génotypes exposés à différentes conditions de stress permettront d’évaluer le rôle des CML8, 10 et 11 dans ces réponses par différents tests (germination, croissance racinaire, test de sensibilité aux hormones, test de tolérance/sensibilité aux pathogènes…). Cet aspect du travail bénéficiera des collaborations établies avec différentes équipes à Toulouse (INRA, ENSAT) ou à Montpellier (INRA).
De façon intéressante, nous avons identifié une protéine nucléaire cible de CML9 qui s’avère également être une cible de CML8 et de CML11 mais pas de CML10 ni des formes typiques de CaM. Nous avons montré que cette protéine cible est localisée dans le noyau et que toutes les CMLs du groupe II (CML9, 8, 10 et 11) possèdent une répartition nucléo-cytoplasmique. Ces données suggèrent que ces CMLs joueraient des rôles multiples en agissant aussi bien sur des protéines cytosoliques que nucléaires.
Grâce à l’ensemble de ces données, il sera alors possible d’aborder quelles sont les conséquences de l’interaction entre les CML du groupe II et la protéine cible nucléaire précédemment identifiée. Ce travail apportera des données nouvelles et originales sur le rôle des différentes CML du groupe II dans les réponses aux contraintes de l’environnement.
- Ranty B, Aldon D, Galaud JP (2006) Plant calmodulins and calmodulin-related proteins: multifaceted relays to decode calcium signals. Plant Signaling & Behaviour, 1: 96-104.
- Magnan F, Charpenteau M, Sotta B, Ranty B, Galaud JP, Aldon D. (2008) Mutations in AtCML9, a CaM-like protein from Arabidopsis thaliana, alters plant responses to abiotic stress and ABA. Plant J., 56 : 575-589.
- Perochon A, Dieterle S, Pouzet C, Barre A, Aldon D, Galaud JP, Ranty B. Identification of a pseudo-response regulator as a calmodulin-like interacting protein involved in abscisic acid signal transduction. Soumis à JBC.