Equipe "Dynamique intracellulaire des protéines"

Responsable : Nadine Paris Chargé de Recherche CNRS Tél : 04 99 61 24 93 Mail : paris@supagro.inra.fr

 Présentation 

Notre équipe travaille à l'échelle de la cellule végétale et s'intéresse aux mécanismes de localisation des protéines membranaires dans la cellule végétale. A long terme, nous visons à comprendre les processus de relocalisation des protéines membranaires en réponse aux stress abiotique.

Après "l'ère génomique" qui a permis de déterminer la séquence de génomes tels que celui d'Arabidopsis, puis "l'ère transcriptomique" qui a permis d'identifier les profils d'expression des divers gènes, se pose maintenant la question de la localisation sub-cellulaire des protéines et de leur fonction. Le développement parallèle de techniques de microscopie vitale confocale et de sondes fluorescentes, comme la Green Fluorescent Protein et ses dérivés, a permis d'aborder cette question de localisation. De nombreux signaux de transport ont été identifiés dans la séquence des protéines solubles et ceux-ci peuvent être prédits à partir d'une séquence peptidique. Pour les protéines membranaires végétales, il existe en revanche très peu de données sur les signaux permettant leur localisation subcellulaire et la longueur du domaine transmembranaire influence la localisation de protéines de type I (Brandizzi et al, 2002, Plant Cell 14; 1077).

Contrairement aux transporteurs ou canaux ioniques, le récepteur vacuolaire BP80 (binding protein of 80 kDa) ou VSR (Vacuolar Sorting Receptor) est un exemple de protéine membranaire "simple", monomérique, avec un seul domaine transmembranaire et un domaine cytosolique de 35 acides aminés. Pour assurer sa fonction de récepteur d'adressage à la vacuole, BP80 possède une série de signaux lui permettant des allers-retours entre le réseau trans-Golgien (TGN) et la prévacuole.

Représentation schématique de la structure de BP80.
BP80 contient deux régions essentielles à sa localisation subcellulaire :
un segment transmembranaire et un domaine cytosolique avec les signaux de trafic IM et YMPL.

Nous utilisons ce récepteur BP80 comme protéine membranaire modèle pour étudier les mécanismes de transport inter-compartiments. Nous avons ainsi identifié plusieurs signaux de trafic impliqués dans l'endocytose et/ou le recyclage du récepteur de la prévacuole vers l'appareil de Golgi (Saint-Jean et al 2010, Plant Cell 22; 2825).

Schéma représentant de trafic du récepteur BP80 au niveau intracellulaire
Deux signaux jouent un rôle essentiel dans le transport de BP80;
le motif Tyrosine YMPL et le motif dileucine-like IM.

Cependant, la production de protéines de fusion a ses limites car elle est conduite en systèmes hétérologues et sous contrôle de promoteurs forts qui peuvent induire une surcharge en protéine d'intérêt, avec le risque de modifier le contexte cellulaire voir même la localisation subcellulaire de la protéine d'intérêt. Pour ces raisons, nous développons des outils nous permettant de nous approcher au mieux des conditions natives de trafic, par exemple en exprimant des fusions fluorescentes de récepteurs sous promoteur natif dans un fond mutant.

Localisation native de BP80 dans les cellules racinaires d'Arabidopsis thaliana
Expression stable de BP80 fusionnée à la citrine (en vert)
et exprimée sous promoteur natif et dans fond mutant.

Dans le cadre du projet fédératif sur la racine RHYZOPOLIS (financé par Agropolis fondation et démarré en Janvier 2011, http://www.agropolis-fondation.fr/news/86/186/Agropolis-Fondation-funds-3-new-federative-projects.html), nous développons des senseurs fluorescents pour obtenir des données de pH au niveau de la membrane plasmique de la racine.

 Les publications les plus significatives 

Paris N., Stanley C. M., Jones R.L. and Rogers J.C. (1996). Plant cells contain two functionally distinct vacuolar compartments. Cell, 85, 563-572.

Paris N., Rogers S.W., Jiang L., Kirsch T., Beevers L., Phillips T.E. and Rogers J.C. (1997) Molecular cloning and further characterization of a probable plant vacuolar sorting receptor. Plant Physiol., 115, 29-39.

Humair D., Hernández Felipe D., Neuhaus J.-M. and Paris N. (2001). Demonstration in yeast of the function of BP-80, a putative plant vacuolar sorting receptor. Plant Cell, 13, 781-792.

Brandizzi F., Frangne N, Marc-Martin S., Hawes C., Neuhaus J.-M. and Paris N. (2002). In plants the destination for single pass membrane proteins is markedly influenced by the length of the hydrophobic domain. Plant Cell. 14, 1077-1092.

Saint-Jean B., Seveno-Carpentier E., Alcon C., Neuhaus J.-M. and Paris N. (2010). The cytosolic tail dipeptide Ile-Met of pea receptor BP80 is required for recycling from the prevacuole and for endocytosis. Plant Cell. 22, 2825-2837.

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Agents non permanents
Alexandre Martiniere Delaunay Post-doctorant	Houria Khelifi Touhami Stagiaire M2