Fonctions cellulaires de la protéolyse ubiquitine-dépendante

Les protéines Argonaute sont des composants essentiels du complexe « RNA-Induced Silencing Complex » ou RISC. Ces protéines ont subi un degré élevé de duplication de gènes chez les métazoaires et chez les plantes. Pour le moment, les mécanismes moléculaires régulant les protéines Argonaute au niveau post-traductionnel sont encore mal connus. Dans ce projet, nous nous intéressons plus particulièrement aux régulations post-traductionnelles d’AGO1, l’une des 10 protéines Argonaute d’Arabidopsis, qui joue un rôle central dans les voies miARN et siRNA-dépendantes du RNA silencing. Récemment, nous avons montré que la protéine AGO1 est dégradé par un mécanisme d’autophagie sélectif (Derrien et al., 2012 ). Notre projet vise maintenant à élucider les composants moléculaires de ce mécanisme et de déterminer leurs fonctions physiologiques.

La croissance des plantes et leur développement résultent d’une régulation fine de la progression du cycle cellulaire. En particulier, le passage de G1 à la phase S (la phase de synthèse d’ADN), ainsi que la progression et la sortie de la mitose sont des étapes clés qui nécessitent plusieurs niveaux de contrôle, dont la protéolyse ubiquitine-dépendante (UPS). Notre projet vise à identifier et caractériser chez Arabidopsis des enzymes E3 ubiquitine-ligases impliquées dans le contrôle du cycle cellulaire et par la suite, à identifier leurs substrats. Plus important encore, nous cherchons à élucider comment ces E3 ligases sont régulées par des signaux endogènes (les phytohormones) et/ou exogènes (des stress comme la sécheresse).

Le gaz éthylène est une hormone végétale majeure qui régule la croissance et le développement des plantes, particulièrement au cours du stress. Nous et d’autres avions précédemment montré qu’en absence de l’éthylène, le facteur de transcription EIN3 nécessaire pour contrôler l’expression de gènes induits par l’éthylène, est ubiquitylé par les complexes SCF^EBF1/2 (EBF1 et EBF2 sont des protéines F -box) et dégradé par le protéasome. Cependant en présence d’éthylène, la protéine EIN3 s’accumule et déclenche la réponse hormonale. Notre projet vise maintenant à clarifier au niveau moléculaire comment EIN3 est stabilisé en présence d’éthylène et à étudier l’importance du module EBF1&2/EIN3 dans les réponses au stress.

Le génome d’Arabidopsis code pour six membres de la famille des protéines MATH-BTB conservés au cours de l’évolution (appelé BPM1-6) qui sont des protéines adaptatrices de complexes CRL3 ubiquitine ligases. Nos travaux antérieurs ont montré que les six protéines BTB interagissent avec une famille de facteurs de transcription (HD -ZIP) dont ATHB6 et ATHB5, tous deux impliqués dans la signalisation de l’ABA. Notre projet vise maintenant à mieux déterminer la fonction de ATHB6 dans les réponses des plantes à l’ABA et de la sécheresse. En outre, ATHB6 est soumis à différentes modifications post-traductionnelles comme la phosphorylation, l’ubiquitylation et la SUMOylation. Nous souhaitons caractériser ces modifications et leurs interactions afin de déterminer comment ils affectent la fonction et la stabilité de ATHB6 dans la signalisation de l’ABA.

Les protéines MSI (Multicopy Suppressor of IRA3) présentent un motif conservé appelé DWxR et pourraient donc fonctionner comme des récepteurs de substrat ou DCAFs pour le complexe CRL4. Le génome d’Arabidopsis code pour 5 protéines MSI qui semblent avoir évoluées vers une diversification fonctionnelle. Ainsi MSI1 et MSI4(FVE)/MSI5 sont impliqués respectivement dans maintien de l’empreinte génétique parentale au cours de la reproduction et le contrôle du temps de floraison par la voie autonome. Notre projet vise à caractériser la fonction des protéines d’Arabidopsis MSI2/3 et d’établir si leur fonction est liée à CRL4.