Stage:51

From Master 2 Recherche Biosciences Végétales

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Vers une analyse fonctionnelle d’un sous-protéome pariétal d'Arabidopsis thaliana: Hybridation d’ARN in situ systématique de gènes candidats d'intérêt.

Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Surfaces Cellulaires et Signalisation chez les végétaux (UMR5546 UPS/CNRS)
Equipe d'accueil : Protéines pariétales et développement
Encadrant(e)(s) : Vincent BURLAT, Prof UPS (05 34 32 38 55 ; burlat@scsv.ups-tlse.fr) ; co-encadrement : Valérie PACQUIT, MCU UPS (05 34 32 38 55 ; pacquit@scsv.ups-tlse.fr)

Résumé du sujet:
Les parois cellulaires ou matrices extracellulaires végétales sont essentiellement constituées d'agencements complexes de microfibrilles de cellulose enrobées dans une matrice amorphe de pectines, d'hémicelluloses et de nombreuses protéines. Il est cependant reconnu aujourd'hui qu'il est difficile de considérer un type de paroi unique mais qu'il faut plutôt concevoir des topochimies fines spécifiques de chaque type cellulaire ou de chaque sous-couche pariétale, évoluant au cours du développement (Knox 2008).
Les protéines représentent 5-10% de la masse pariétale avec une diversité estimée d'environ 2000 protéines dont environ 500 ont à ce jour été identifiées par plusieurs études protéomiques et/ou transcriptomiques systématiques chez Arabidopsis thaliana (Minic et al. 2007; Irshad et al. 2008; Minic et al. 2009. La compréhension fine du rôle de chacune de ces protéines n'est à ce jour pas connue mais il est évident qu'elles sont indispensables à la cohésion structurelle et à la nature dynamique des parois. Une classification de la partie connue du protéome pariétal en 9 grands groupes fonctionnels putatifs a récemment été proposée par une analyse in silico (Jamet et al. 2008).
Le but de ce projet est de progresser dans l’analyse fonctionnelle du protéome pariétal d’A. thaliana en établissant des relations entre (1) la classe fonctionnelle putative des gènes/protéines, (2) leur domaines d’expression cellulaire spécifique et (3) la composition spécifique des parois des différents types cellulaires.
Dans ce contexte, en utilisant le modèle des hypocotyles étiolés d’ A. thaliana à différents stades de développement (137 protéines pariétales identifiées à ce jour), le sujet proposé consiste à compléter une cartographie d'expression spatiotemporelle des 137 gènes candidats. Ainsi, il s’agira de préciser la répartition des transcrits dans les différents tissus au cours du développement, contribuant ainsi à la caractérisation fonctionnelle du protéome pariétal.
D’un point de vue expérimental, la localisation directe à l’échelle cellulaire et sub-cellulaire d’un nombre conséquent de protéines n’étant pas réaliste par des techniques telles que l’immunocytochimie ou l’imagerie GFP dans le temps imparti, la technique originale retenue sera l’hybridation d’ARN in situ. Cette technique originale parfaitement maîtrisée au Laboratoire (Burlat et al. 2004; Oudin et al. 2007) se situe à l’interface de la biologie moléculaire et de l’histologie et présente l'avantage de permettre l’analyse de l'expression cellulaire des transcrits d'un nombre important de candidats.

Techniques:
Biologie moléculaire : techniques de biologie moléculaire classique concernant l'ADN et l'ARN, clonage, séquençage et analyse / comparaison des séquences, transcription in vitro de ribosondes marquées à la digoxygénine
Microbiologie : transformation et culture de bactéries
Biologie cellulaire et Imagerie : histologie, microtomie, hybridation d’ARN in situ, microscopie optique en champ clair.

Bibliographie:
Burlat V, Oudin A, Courtois M, Rideau M, St-Pierre B (2004). Plant J. 38: 131-141.
Irshad M, Canut H, Borderies G, Pont-Lezica R, Jamet E (2008). BMC Plant Biol. 8: 94.
Jamet E, Albenne C, Boudard G, Irshad M, Canut H, Pont-Lezica R (2008). Proteomics 8: 893-908.
Knox JP (2008). Curr. Opin. Plant Biol. 11: 308-3013.
Minic Z, Jamet E, Négroni L, Arsene der Garabedian P, Zivy M, Jouanin L (2007). J. Exp. Bot. 58: 2503-2512.
Minic Z, Jamet E, San-Clemente H, Pelletier S, Renou JP, Rihouey C, Okinyo DP, Proux C, Lerouge P, Jouanin L (2009). BMC Plant Biol. 9: 6.
Oudin A, Mahroug S, Courdavault V, Hervouet N, Zelwer C, Rodríguez-Concepción M, St-Pierre B, Burlat V (2007). Plant Mol. Biol. 65: 13-30.