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Thème 3  « Voie sécrétoire et Biogenèse Membranaire chez les végétaux »
Responsable: Patrick Moreau, Directeur de Recherche CNRS                                                                                          

Le groupe s'intéresse aux flux membranaires de la voie sécrétoire et au rôle des lipides dans la ségrégation des protéines qui conduisent à l’édification et au maintien de la polarité cellulaire. Le groupe analyse également le rôle des lipides et de certaines protéines (SNAREs, Acyltransférases) dans l’organisation dynamique du Réticulum Endoplasmique et de l’Appareil de Golgi. L’équipe a deux objectifs principaux :

- Identifier et déterminer le rôle des SNAREs (Soluble NSF Attachment protein REceptors, protéines impliquées dans la fusion des membranes) et de certaines acyltransférases dans le fonctionnement de l'interface RE-Golgi.

- Mettre en évidence les lipides ayant un rôle d’acteurs moléculaires dans le fonctionnement de la voie sécrétoire, la morphodynamique des organelles impliquées (RE,Golgi…) et la régulation de la polarité cellulaire et de la morphogenèse chez Arabidopsis.

- Concernant les SNAREs, notre groupe a montré l’implication des 3 SNAREs Sec22, Memb11 et SYP31 dans le transport anterograde RE-Golgi dans les cellules végétales (Chatre et al, 2005, Plant Physiol. 139, 1244-1254). Nous avons également montré que le motif di-acide MELAD entre les hélices Hb et Hc de SYP31(Sed5) est critique pour le ciblage de cette SNARE au Golgi (Chatre et al, 2009, J.Exp.Bot..60 : 3157-3165).

La formation des complexes SNAREs et l’action de ces protéines peut être régulée au niveau des domaines N-ter par des protéines cytosoliques. Notre but est d’identifier des partenaires régulateurs des domaines N-ter des SNAREs de l’interface RE-Golgi, et de déterminer leurs rôles dans la dynamique de cet interface. Le projet à long terme a pour objectifs d’identifier ces partenaires et d’étudier les interactions SNAREs-SNAREs et SNAREs-partenaires soit in vitro par des approches de type « pull-down » soit in vivo par des approches de type BiFC ou autres. 

- Concernant le rôle des lipides et la formation des « lipid rafts » dans la voie sécrétoire, nous avons montré qu’une inhibition de la synthèse des phytostérols par le fenpropimorph (Fen) entraîne un blocage des « lipid rafts » au niveau du Golgi et leur non adressage à la membrane plasmique (Laloi et al, 2007, Plant Physiol. 143: 461-472).

Nous avons également montré que l’inhibition spécifique de la synthèse du GluCer par le PDMP (D,L-threo-1-phenyl-2-decanoyl amino-3-morpholino-propanol) retarde la sécrétion de protéines solubles et membranaires. Nous avons pu corréler cette perturbation du trafic des protéines à une modification de l’ultrastructure des Golgi dans les cellules racinaires d’A. thaliana (Figure 1, Melser et al., 2010, Traffic, 11 :479-490). 


Figure 1: Effet de l’inhibition de la synthèse du GluCer par le PDMP sur la structure de l’appareil de Golgi dans les racines d’A thaliana.

 Nous avons enfin montré une sensibilité différente de certaines étapes de la voie sécrétoire à la synthèse du GluCer (Figure 3, Melser et al., 2011, Plant Cell Reports, 30 :177-193).

 

 Figure 2: Effet de l’inhibition de la synthèse du GluCer par le PDMP sur différentes étapes de la voie sécrétoire dans les racines d’A thaliana.

Ayant démontré l’implication du GluCer dans la voie sécrétoire et établi l’enrichissement de ce sphingolipide et des GIPC dans les microdomaines membranaires, nous cherchons maintenant à définir l’implication de ces lipides dans le tri des protéines dans la voie sécrétoire. Nous étudions particulièrement le rôle des sphingolipides (GluCer et GIPC) dans la ségrégation des protéines au niveau de l’appareil de Golgi et du trans-Golgi Network (TGN) et l’implication de cette ségrégation dans la régulation de la polarité cellulaire et de la morphogenèse chez Arabidopsis.

L’équipe a également plusieurs collaborations concernant le métabolisme des lipides, la dynamique des membranes sur divers modèles végétaux et animaux.

 

Sélection d'articles

Martinière A, Lavagi I, Nageswaran G, Rolfe DJ, Maneta-Peyret L, Luu DT, Botchway SW, Webb SED, Mongrand S, Maurel C, Martin-Fernandez ML, Kleine-Vehn J, Friml J, Moreau P, Runions J (2012) Cell wall constrains lateral diffusion of plant plasma-membrane proteins. Proc. Natl. Acad. Sci., 109: 12805-12810.

Millerioux Y, Morand P, Biran M, Mazet M, Moreau P, Wargnies M, Ebikeme C, Deramchia K, Gales L, Portais JC, Boshart M, Franconi JM, Bringaud F (2012) ATP  synthesis-coupled and –uncoupled acetate production from acetyl-CoA by mitochondria acetate :succinate CoA-transferase and acetyl-CoA thioesterase in Trypanosoma. J. Biol. Chem. 21: 17186-17197.

Melser S., Molino D., Batailler B., Peypelut M., Laloi M., Wattelet-Boyer V., Bellec Y., Faure J.D. and Moreau P (2011) Links between lipid homeostasis, organelle morphodynamics and protein trafficking in eukaryotic and plant secretory pathways. Plant Cell Reports, 30: 177-193.

Bach L., Gissot L., Marion J., Tellier F., Moreau P., Satiat-Jeunemaître B., Palauqui J.C., Napier J.A., and Faure J.D. (2011) Very long chain fatty acids are required for cell plate formation during cytokinesis in Arabidopsis thaliana. Journal of Cell Science, 124: 3223-3234.

Melser S, Batailler B, Peypelut M, Poujol, Bellec Y, Wattelet-Boyer V, Maneta-Peyret L, Faure JD and Moreau P (2010) Glucosylceramide biosynthesis is involved in Golgi morphology and protein secretion in plant cells. Traffic, 11: 479-490.

Roudier F, Gissot L, Beaudoin F, Haslam R,  Michaelson L, Marion J, Molino D, Lima A, Bach L, Morin H, Tellier F, Palauqui JC, Bellec Y, Renne C, Miquel M, DaCosta M, Vignard J, Rochat C, Markham JE,  Moreau P, Napier J and Faure JD (2010) Very-Long-Chain Fatty Acids Are Involved in Polar Auxin Transport and Developmental Patterning in Arabidopsis. The Plant Cell, 22: 364-375

Chatre L, Wattelet-Boyer V, Melser S, Maneta-Peyret L, Brandizzi F, Moreau P (2009) A novel di-acidic motif facilitates ER export of the syntaxin SYP31.  J. Exp. Bot. , 60: 3157-3165. 

Riviere L, Moreau P, Allman S, Hahn M, Biran M, Plazolles N, Franconi JM, Boshart M, Bringaud F (2009) Acetate produced in the mitochondrion is the essential precursor for lipid biosynthesis in procyclic trypanosomes. Proc. Natl. Acad. Sci.(USA), 106: 12694-12699.

 


Composition du groupe  

BOUTTE Y.
Chargé de Recherches CNRS
BOUYSSOU G. Assistant Ingénieur contractuel
MANETA-PEYRET L. Professeur des Universités, UB
MARAIS C. Post-doctorante
MOREAU P. Directeur de Recherches CNRS