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Accueil > Départements > Biologie Cellulaire > Grégory VERT : Signalisation Cellulaire et Ubiquitination chez les Plantes

PolyUb K63 et endocytose chez les plantes

Afin de mieux comprendre la fonction cellulaire de l’ubiquitination dans l’endocytose des protéines membranaires, l’équipe étudie essentiellement la dynamique du transporteur de fer IRT1, et du récepteur aux hormones brassinostéroides BRI1. L’objectif est de caractériser le rôle cellulaire, le type d’ubiquitination, ainsi que les sites d’ubiquitination au sein de ces protéines, et de mesurer l’importance d’une telle modification post-traductionnelle à l’échelle de l’organisme dans son ensemble, c’est-à-dire sur la croissance, le développement et la réponse aux stress environnementaux.

Mécanismes d’endocytose dépendante de la polyubiquitination K63

Nous avons démontré que l’endocytose et la dégradation d’IRT1 et de BRI1 est contrôlée par monoubiquitination et polyubiquitination K63 respectivement, et est indépendante du protéasome (Barberon et al., 2011 ; Martins et al., 2015). Des analyses d’imagerie confocale (Figure 1) et d’imagerie TIRF comparant la dynamique des formes sauvages d’IRT1 et de BRI1 à leurs formes non-ubiquitinables ont permis de montré le double rôle de l’ubiquitination, avec un rôle partiel dans l’internalisation depuis la surface cellulaire et un rôle fondamental au niveau du tri intracellulaire et de l’adressage vers les compartiments lytiques.

Figure 1. Localisation subcellulaire de la protéine BRI1 et de sa forme non-ubiquitinable BRI125KR

Par ailleurs, la modification post-traductionnelle des protéines IRT1 et BRI1 par ubiquitination est un processus important contrôlant la localisation subcellulaire et les niveaux de protéines correspondantes, et permet ainsi de contrôler les réponses à la disponibilité en métaux et aux hormones stéroïdes.

Influence des conditions environnementales sur l’endocytose dépendante de la polyubiquitination K63

Nous étudions maintenant comment l’environnement impact sur l’ubiquitination différentielle d’IRT1 et de BRI1 afin de réguler la sensibilité aux contraintes nutritionnelles et développementales. Nous avons d’ores et déjà démontré que les métaux substrats secondaires d’IRT1 (à savoir le zinc, le manganèse et le cobalt) contrôlent la dynamique d’IRT1 par une voie dépendante de son ubiquitination (Figure 2 ; Barberon et al., 2014).

Figure 2. La disponibilité en métaux substrats secondaires d’IRT1 contrôle sa localisation subcellulaire au niveau des poils absorbants de la racine (gauche, +métaux ; droite, -métaux).

Nous avons également mis en évidence un rôle des conditions environnementales sur l’ubiquitination de BRI1. L’objectif est maintenant d’identifier les acteurs moléculaires gouvernant de telles régulations et de comprendre comment celles-ci sont intégrées au niveau de la plante entière.

Imagerie à haute résolution de l’endocytose et rôle de la polyubiquitination K63

Nous avons développer l’imagerie TIRF chez Arabidopsis, permettant d’observer des évènements uniques d’endocytose à la surface cellulaire. Grâce à l’imagerie TIRF, nous sommes maintenant capables de déterminer le temps de résidence des protéines de la machinerie d’endocytose à la surface cellulaire (Figure 3) et de mesurer l’impact de l’ubiquitination sur les cinétiques d’assemblage de vésicules d’endocytose.

Figure 3. Imagerie TIRF de l’adapteur AP2 d’Arabidopsis et quantification des évènements de scission.

par UBINET - publié le , mis à jour le