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Sites de contact inter-organelle et plasmodesmes : implication dans la communication de cellule à cellule chez les plantes

publié le

Établissement Université de Bordeaux

École doctorale Sciences de la Vie et de la Santé
Spécialité Biologie Végétale
Unité de recherche Laboratoire de Biogenese Membranaire
Directeur de la thèse Emmanuelle Bayer
Financement du 01-10-2019 au 30-09-2022 origine ERC Employeur Université de Bordeaux

Mots clés
Communication intercellulaire, biologie cellulaire chez les plantes, interaction protéine-protéine et protéine-lipide.

Profil et compétences recherchées
Le candidat devra être motivé, s’investir dans son travail, être rigoureux. Elle/il aura de bonnes notions en biochimie, génétique et biologie cellulaire. Une formation en biologie des plantes n’est pas indispensable.

Présentation détaillée du projet doctoral

Les plasmodesmes (PD) sont des jonctions cellulaires (ou pores), spécifiques du règne végétal, qui sont enchâssés dans la paroi pecto-cellulosique et impliqués dans la communication intercellulaire. Ces structures sont déterminantes pour l’adaptation des plantes à leur environnement, les mécanismes de défenses et la propagation des virus [1-5]. Bien qu’elles aient été observées pour la première fois il y a plus d’un siècle, leur fonction reste encore à être précisée. Les PD sont des jonctions cellulaires singulières car elles permettent non seulement une continuité du cytoplasme mais également de la membrane plasmique (MP) et du réticulum endoplasmique (RE) des cellules adjacentes et ceci à travers toute la plante. La partie centrale du PD est occupée par une structure tubulaire formée par le RE et appelée desmotubule. Cette structure est intimement liée au manchon de la MP qui l’entoure par l’intermédiaire de ‘liens’ de nature protéique inconnue. L’espace entre le RE et la MP permet le transport de molécules. La fonction et les mécanismes moléculaires régissant les sites de contacts entre RE et MP au niveau des PD restent une egnime.
L’équipe d’accueil a récemment identifié une famille de protéines appelée MCTP pour ‘Multiple C2 domains and Transmembrane region Proteins’. Ses membres sont associés avec les PD et présentent des caractéristiques de structure en rapport avec leur fonction de lien entre le RE et la MP à savoir, en C-terminal, plusieurs hélices alpha hydrophobes permettant une insertion au RE et de domaines de liaison aux lipides de type C2 en N-terminal pour un ancrage au niveau de la MP. Les lignées Arabidopsis perte de fonction présentent un phénotype très marqué de retard de croissance, ainsi que des défauts de différentiation et d’identité cellulaire. Néanmoins la fonction et les mécanismes moléculaires des protéines MCTPs dans la communication de cellule à cellule restent à ce jour énigmatique.

Thématiques Domaine Contexte
Communication intercellulaire, biologie végétale

Objectif
Dans ce contexte, l’objectif du projet est de combiner des approches en biochimie, sur systèmes in vitro (protéoliposomes) et de biologie cellulaire et génétique afin de comprendre le rôle des MCTPs et des contacts ER-PM dans la communication intercellulaire. En particulier l’objectif est de documenter les mécanismes moléculaires de l’interaction des domaines de liaison aux lipides des MCTP avec la MP. En parallèle l’étudiant devra mettre en place des approches biochimiques afin d’identifier les partenaires d’interactions des MCTPs aux niveaux des PD. Les analyses de fonctionnalités seront réalisés in planta sur des lignées perte ou gain de fonction. Des approches en microscopie confocale et tomographie en microscopie électronique seront utilisées pour mettre en évidence des defaults de fonction des PD.

Résultats attendus
Better understanding of MCTP and ER-PM contact function at PD

Précision sur l’encadrement
The student will be followed daily to discuss the progress of this work, and will receive bibliographic, scientific and methodological advice. A schedule, plan and a working pace of the doctoral project will be established in consultation with the supervisor. The student will have the opportunity to present this work at group meetings and meetings in front of the entire laboratory and international meetings.

Conditions scientifiques matérielles (conditions de sécurité spécifiques) et financières du projet de recherches
The project will be done in the Laboratoire de Biogenèse Membranaire UMR5200. This project is supported by the European Research Council ERC-BRIDGING

Valorisation
Publication of scientific articles, participation at international conferences

Collaborations
Bordeaux Imaging Centre Lysiane Brocard