Equipe "Aquaporines"

Responsable : Christophe Maurel
Directeur de Recherche CNRS
Tél : 04 99 61 20 11
Mail : maurel@supagro.inra.fr


 Présentation 

Les plantes se doivent de maintenir leur équilibre hydrique, tout au long de leur développement et dans des conditions environnementales parfois sévères. La caractérisation moléculaire des aquaporines, des protéines qui facilitent le passage de l’eau au travers des membranes cellulaires, a révélé l’importance et la complexité des processus de régulation du transport d’eau chez les plantes.

Les recherches actuelles du groupe Aquaporines visent à comprendre la fonction intégrée d’une famille multigénique codant 35 aquaporines chez Arabidopsis thaliana. Pour cela, des approches moléculaires, physiologiques et génétiques sont combinées, afin d’étudier le transport d’eau au niveau d’aquaporines clonées, de membranes purifiées, de cellules, ou d’organes comme des racines ou des feuilles excisées. Par ailleurs, la régulation des aquaporines est étudiée au niveau transcriptionnel, à l’aide de membranes de type macro-arrays, ou au niveau de la localisation subcellulaire des protéines, en utilisant des fusions avec la protéine rapporteuse GFP. La variété des modifications post-traductionnelles portées par les aquaporines est caractérisée par des techniques protéomiques. Enfin, une analyse génétique de la fonction des aquaporines est réalisée par mutation par insertion d’ADN-T de gènes individuels d’aquaporines mais aussi par surexpression d’aquaporines dérégulées dans des plantes transgéniques et par analyse de la variabilité génétique parmi des accessions naturelles d’Arabidopsis.

Au cours de ces dernières années, notre groupe a analysé la variété des mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la régulation des aquaporines. Ces mécanismes incluent un contrôle de la transcription des gènes d’aquaporines et de l’abondance des protéines ainsi que leur relocalisation dans des compartiments subcellulaires, en réponse à divers signaux de l’environnement. En particulier, nous avons identifié la méthylation comme une nouvelle modification post-traductionnelle des protéines membranaires végétales et un rôle possible dans le contrôle de l’adressage des aquaporines vers la membrane plasmique est en cours d’étude. Nous disséquons également les bases structurales et fonctionnelles du contrôle de l’activité intrinsèque des aquaporines par le pH intracellulaire, le calcium, et la phosphorylation. La signification physiologique de ces mécanismes a été explorée plus spécifiquement dans le contexte de la régulation du transport racinaire d’eau en réponse à des stress salins, hypoxiques ou oxydatifs.


 Les publications les plus significatives 

Maurel C, L Verdoucq, D-T Luu, V Santoni (2008) Plant aquaporins: membrane channels with multiple integrated functions. Annu. Rev. Plant Biol., 59: 595–624

Prak S, S Hem, J Boudet, G Viennois, N Sommerer, M Rossignol, C Maurel, V Santoni (2008) Multiple phosphorylations in the C-terminal tail of Arabidopsis plasma membrane aquaporins in roots under stress – Role for a specific site in subcellular trafficking of AtPIP2;1. Mol. Cell. Proteomics, 7: 1019-1030.

Boursiac Y, J Boudet, O Postaire, D-T Luu, C Tournaire-Roux, C Maurel (2008) Stimulus-induced down-regulation of root water transport involves reactive oxygen species-activated cell signaling and plasma membrane intrinsic protein internalization. Plant J., in press.

Verdoucq L, A Grondin, C Maurel (2008) Structure-function analysis of plant aquaporin AtPIP2;1 gating by divalent cations and protons. Biochem. J., in press.

Santoni V, L Verdoucq, N Sommerer, J Vinh, D Pflieger, C Maurel (2006) Methylation of aquaporins in plant plasma membrane. Biochem. J., 400: 189-197.

Boursiac Y, S Chen, D-T Luu, M Sorieul, N van den Dries, C Maurel (2005) Early effects of salinity on water transport in Arabidopsis roots – Molecular and cellular features of aquaporin expression. Plant Physiol., 139: 790-805

Tournaire-Roux C, M Sutka, H Javot, E Gout, P Gerbeau, D-T Luu, R Bligny, C Maurel (2003) Cytosolic pH regulates root water transport during anoxic stress through gating of aquaporins. Nature, 425: 393-397.

Javot H, V Lauvergeat, V Santoni, F Martin-Laurent, J Güçlü, J Vinh, J Heyes, KI Franck, AR Schäffner, D Bouchez, C Maurel (2003) Role of a single aquaporin isoform in root water uptake. Plant Cell, 15 : 509-522.

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 Trombinoscope 

Agents permanents
Véronique Santoni
INRA - DR		 Doan-Trung Luu
CNRS - CR		 Lionel Verdoucq
CNRS - CR		 Colette Tournaire
INRA - IE
Agents non permanents
Alex Grondin
Doctorant		 Michael Wudick
Doctorant		 Magali Di Pietro
Doctorante		 Yann Boursiac
Post-doctorant