Equipe "Nutrition Minérale et Stress Oxydatif"

Responsable : Frédéric Gaymard Directeur de Recherche INRA Tél : 04 99 61 29 32 Mail : gaymard@supagro.inra.fr

 Présentation 

L’objectif général de notre équipe est d’identifier et d’étudier les éléments intervenant dans les interactions entre la nutrition ferrique et le stress oxydatif.

De par ses propriétés d’oxydo-réduction, le fer est un cofacteur essentiel dans les processus biologiques faisant intervenir des transfert d’électrons: photosynthèse, respiration, synthèse de l’ADN et assimilation de l’azote et du soufre par exemple. Il existe une fenêtre optimale de la concentration en fer pour un développement et une croissance optimaux. En présence d’oxygène, le fer libre peut conduire à la production d’espèces réactives de l’oxygène, hautement toxiques pour la cellule. L’homéostasie du fer doit être donc finement régulée, afin d’éviter la carence, préjudiciable pour le métabolisme, et l’excès, générateur de ROS. En cas d’excès, le fer est stocké dans la vacuole et dans l’apoplasme, et la synthèse de protéines de stockage de fer, les ferritines, est induite. Les ferritines sont des protéines ubiquistes qui forment une sphère creuse capable de stocker du fer sous une forme non toxique et remobilisable pour les besoins du métabolisme.

Au cours des dernières années nous avons caractérisé des gènes cibles dont l’expression est activée en réponse à un excès de fer: les ferritines (4 gènes chez Arabidopsis thaliana) et des enzymes de défense contre le stress oxydatif, comme l’ascorbate peroxidase cytosolique AtAPX1. Nous étudions les mécanismes de perception du statut en fer, et la signalisation conduisant à la modulation de l’ expression de gènes modèles (AtFer1 et AtAPX1). Nous avons précisé la nature de certains éléments moléculaires et cellulaires participant à ces phénomènes, et montré qu’ils sont intégrés dans des réseaux complexes au niveau de la plante entière.

L’un de nos objectifs est de comprendre comment interagissent et s’intègrent les différents signaux environnementaux (lumière, ROS et fer principalement) pour conduire à l’établissement des réponses de la plante, et maintenir l’homéostasie du fer.

Les projets de l’équipe sont actuellement sur 3 axes majeurs :

- étudier les rôles des ferritines dans la physiologie de la plante. Quelles sont les fonctions des ferritines dans la nutrition ferrique de la plante et dans la protection contre le stress oxydatif ?
- identifier les éléments intervenant dans les voies de signalisation conduisant à la régulation des cibles primaires AtFer1 et AtAPX1.
- caractériser les interactions entre les métabolismes du fer et des ROS.

 Les publications les plus significatives 

Arnaud N, Murgia I, Boucherez J, Briat JF, Cellier F, Gaymard F (2006) An iron-induced nitric oxide burst precedes ubiquitin-dependent protein degradation for Arabidopsis AtFer1 ferritin gene expression. J Biol Chem 281:23579-23588.

Arnaud N, Ravet K, Borlotti A, Touraine B, Boucherez J, Fizames C, Briat JF, Cellier F, Gaymard F (2007) The iron-responsive element (IRE)/iron-regulatory protein 1 (IRP1)-cytosolic aconitase iron-regulatory switch does not operate in plants. Biochem J 405:523-531.

Briat JF, Curie C, Gaymard F (2007) Iron utilization and metabolism in plants. Curr Opin Plant Biol 10:276-282

Dellagi A, Rigault M, Segond D, Roux C, Kraepiel Y, Cellier F, Briat JF, Gaymard F, Expert D (2005) Siderophore-mediated upregulation of Arabidopsis ferritin expression in response to Erwinia chrysanthemi infection. Plant J 43: 262-272.

Fourcroy P, Vansuyt G, Kushnir S, Inzé D, Briat JF (2004) Iron-regulated expression of a cytosolic ascorbate peroxidase encoded by the APX1 gene in Arabidopsis seedlings. Plant Physiol 134: 605-613.

Murgia I, Vazzola V, Tarantino D, Cellier F, Ravet K, Briat JF, Soave C (2007) Knock-out of ferritin AtFer1 causes earlier onset of age-dependent leaf senescence in Arabidopsis. Plant Physiol Biochem 45: 898-907.

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 Trombinoscope

Agents permanents
Jean François Briat CNRS  - DR	Françoise Cellier INRA - CR	Pierre Fourcroy CNRS  - CR	Brigitte Touraine INRA - AI
Jossia Boucherez INRA - TR
Agents non permanents
Marc Bournier Doctorant	Guilhem Reyt Doctorant	Damien Sudre Postdoc	Karl Ravet Postdoc

Nicolas Tissot Stagiaire M1	Patricia Siso Terraza Doctorante