Le laboratoire

Nos tutelles

CNRS
Partenaire
Fédération

Rechercher





Accueil > Thématiques scientifiques

Traffic endomembranaire, polarité cellulaire et développement des plantes

publié le , mis à jour le

Responsable : Yohann Boutté. Chargé de recherche CNRS.

Tél : 00 33 5 57 12 25 76
E-mail : yohann.boutte@u-bordeaux.fr

Yohann Boutté a effectué sa thèse au CNRS de Gif-Sur-Yvette sous la direction de Béatrice Satiat-Jeunemaitre (2002-2005), ses post-docs l’ont ensuite conduit en Suède, à l’Umea Plant Science Center (UPSC), sous les directions successives de Markus Grebe (2006-2010) et de Rishi Bhalerao (2010-2012). Il est chercheur CNRS au sein du laboratoire Biogenèse Membranaire depuis 2012.


linkedin
researchgate



Je recherche actuellement un(e) candidat(e) pour un post-doc financé par l’ANR dont le recrutement s’effectuera en 2019, merci de me contacter si vous êtes intéressé(e).

Membres du groupe : Yohann Boutté (CR), Yoko Ito (Post-Doc), Nicolas Esnay (PhD), Valérie Wattelet-Boyer (TR), Patrick Moreau (DR).






























Afin de comprendre comment les organismes multicellulaires régulent leur croissance et comment les mécanismes moléculaires et cellulaires coordonnent la morphogenèse tissulaire et de l’organisme entier, nous utilisons les plantes comme système modèle. Les plantes supérieures sont des organismes multicellulaires capables de répondre et de s’adapter très rapidement aux contraintes de leur environnement. Cette flexibilité est en grande partie due à leur aptitude à moduler le pattern de leurs axes de croissance et à générer des organes tout au long de leur vie. Ces propriétés uniques font des plantes un système idéal pour étudier la morphogenèse et les mécanismes cellulaires qui la sous-tendent. Au niveau sub-cellulaire, le système membranaire intracellulaire est à la fois très compartimenté et très interconnecté et permets aux eucaryotes de différentier des fonctions au niveau tissulaire et de construire un organisme pluricellulaire d’une manière coordonnée. Chez les eucaryotes, une gare de tri majeure pour les protéines et les lipides est le réseau membranaire appelé trans-Golgi Network (TGN) qui, chez les plantes, est clairement discernable à proximité de la citerne la plus trans de l’appareil de Golgi.

Chez les plantes, au moins deux populations de TGN existent, une population associée à l’appareil de Golgi et une population qui devient indépendante et très dynamique après s’être détachée du Golgi. Cette dernière population très dynamique peut effectuer des fusions homotypiques, comme les endosomes précoces des cellules animales, et peut se réassocier au Golgi, de manière similaire aux échanges entre les endosomes précoces et le TGN dans les cellules animales. Les plantes n’ont pas d’endosomes précoces comme décrit chez les animaux, les vésicules issues de l’endocytose convergent directement au TGN où les cargos de l’endocytose sont triés vers les voies de recyclage et/ou de dégradation. De plus, le TGN n’accueille pas seulement le flux de l’endocytose mais également les flux sécrétoires qui distribuent les protéines, lipides et composants de la paroi végétale dans différentes voies sécrétoires impliquées dans l’élongation ou la division cellulaire. La question de savoir comment fonctionne le TGN, comment il reçoit et tri les protéines cargos et comment il participe au trafic de protéines vers des domaines polarisés de la surface cellulaire reste encore très énigmatique alors qu’il présente peu de ressemblances avec le TGN des cellules animales, chez qui les mécanismes sont plus connus. C’est cependant un défi important que de décortiquer la complexité des mécanismes moléculaires agissant au niveau du TGN lorsqu’on considère la multitude de processus cellulaires régis par le TGN. De nombreuses études ont montrées que les lipides peuvent agir en « matériaux intelligents » de la dynamique membranaire, les lipides sont probablement des acteurs centraux au niveau du TGN.

Nous avons montré précédemment que la longueur des chaînes acyles des sphingolipides joue un rôle crucial dans le tri sécrétoire du transporteur d’efflux d’auxine PIN2 du TGN au domaine polaire de la membrane plasmique apicale des cellules épidermiques de la racine (Wattelet-Boyer et al., 2016). Notre focus actuel est d’identifier les mécanismes qui dépendent des sphingolipids au niveau du TGN et qui seraient potentiellement impliqués dans le tri sécrétoire de protéines du TGN vers des domaines polaires de la membrane plasmique. Pour cela nous utilisons des technologies de pointe en protéomique quantitative et lipidomique sur des fractions immuno-purifiées de sous-domaines intacts du TGN afin d’identifier ces mécanismes. Nous combinons ces approches avec de la microscopie confocale à haute-résolution sur cellules vivantes pour étudier l’impact des sphingolipides sur la biogenèse et la dynamique membranaire de l’appareil de Golgi et du TGN.


Figure : Les cellules végétales sont capables d’envoyer certaines protéines
sur une seule face de la cellule, comme ici à la face supérieure (dîte apicale)
de la cellule. La mise en place de cette directionnalité est encore une énigme.
Notre étude montre que le compartiment intracellulaire (en rouge) dérivé de
l’appareil de Golgi (en blanc) est enrichit en lipides ayant une chaine carbonée
très longue (en rouge sur la représentation de la molécule de lipide). Ces lipides
agissent en aiguilleur pour trier et adresser des protéines vers un pôle particulier
de la cellule.


Publication depuis 2012 :
- Mamode Cassim A, Gouguet P, Gronnier J, Laurent N, Germain V, Grison M, Boutté Y, Gerbeau-Pissot P, Simon-Plas F, Mongrand S. Plant lipids : Key players of plasma membrane organization and function. Prog Lipid Res. 2018 Nov 19 ;73:1-27.
- Boutté Y*. Lipids at the crossroad : shaping biological membranes heterogeneity defines trafficking pathways. Plos Biology. 2018 Feb 26 ;16(2):e2005188.
- Jonsson K, Boutté Y, Singh RK, Gendre D, Bhalerao RP. Ethylene Regulates Differential Growth via BIG ARF-GEF-Dependent Post-Golgi Secretory Trafficking in Arabidopsis. Plant Cell. 2017 May 29(5):1039-1052.
- Wattelet-Boyer V, Brocard L, Jonsson K, Esnay N, Joubès J, Domergue F, Mongrand S, Raikhel N, Bhalerao RP, Moreau P, Boutté Y*. Enrichment of hydroxylated C24- and C26-acyl-chain sphingolipids mediates PIN2 apical sorting at trans-Golgi network subdomains. Nat Commun. 2016 Sep 29 ;7:12788.
- Zhang X, Sun S, Nie X, Boutté Y, Grison M, Li P, Kuang S, Men S. Sterol Methyl Oxidases Affect Embryo Development via Auxin-Associated Mechanisms. Plant Physiol. 2016 May ;171(1):468-82.
- de Marcos Lousa C, Soubeyrand E, Bolognese P, Wattelet-Boyer V, Bouyssou G, Marais C, Boutté Y, Filippini F, Moreau P. Subcellular localization and trafficking of phytolongins (non-SNARE longins) in the plant secretory pathway. J Exp Bot. 2016 Mar 9.
- Marais C, Wattelet-Boyer V, Bouyssou G, Hocquellet A, Dupuy JW, Batailler B, Brocard L, Boutté Y, Maneta-Peyret L, Moreau P. The Qb-SNARE Memb11 interacts specifically with Arf1 in the Golgi apparatus of Arabidopsis thaliana. J Exp Bot. 2015 Nov ;66(21):6665-78.
- Grison MS, Brocard L, Fouillen L, Nicolas W, Wewer V, Dörmann P, Nacir H, Benitez-Alfonso Y, Claverol S, Germain V, Boutté Y, Mongrand S, Bayer EM. Specific membrane lipid composition is important for plasmodesmata function in Arabidopsis. Plant Cell. 2015 Apr ;27(4):1228-50.
- Frescatada-Rosa M, Stanislas T, Backues SK, Reichardt I, Men S, Boutté Y, Jürgens G, Moritz T, Bednarek SY, Grebe M. High lipid order of Arabidopsis cell-plate membranes mediated by sterol and DYNAMIN-RELATED PROTEIN1A function. Plant J. 2014 Dec ;80(5):745-57.
- Boutté Y, Moreau P. Modulation of endomembranes morphodynamics in the secretory/retrograde pathways depends on lipid diversity. Curr Opin Plant Biol. 2014 Dec ;22:22-9.
- Gendre D, Jonsson K, Boutté Y, Bhalerao RP. Journey to the cell surface—the central role of the trans-Golgi network in plants. Protoplasma. 2015 Mar ;252(2):385-98.
- Stanislas T, Grebe M, Boutté Y*. Sterol dynamics during endocytic trafficking in Arabidopsis. Methods Mol Biol. 2014 ; 1209:13-29.
- Boutté Y*, Moreau P. Plasma membrane partitioning : from macro-domains to new views on plasmodesmata. Front Plant Sci. 2014 Apr 3 ;5:128.
- Boutté Y, Grebe M. Immunocytochemical fluorescent in situ visualization of proteins in Arabidopsis. Methods Mol Biol. 2014 ; 1062:453-72.
- Boutté Y, Jonsson K, McFarlane HE, Johnson E, Gendre D, Swarup R, Friml J, Samuels L, Robert S, Bhalerao RP. ECHIDNA-mediated post-Golgi trafficking of auxin carriers for differential cell elongation. Proc Natl Acad Sci U S A (PNAS). 2013 Oct 1 ;110(40):16259-64.
- Viotti C, Krüger F, Krebs M, Neubert C, Fink F, Lupanga U, Scheuring D, Boutté Y, Frescatada-Rosa M, Wolfenstetter S, Sauer N, Hillmer S, Grebe M, Schumacher K. The endoplasmic reticulum is the main membrane source for biogenesis of the lytic vacuole in Arabidopsis. Plant Cell. 2013 Sep ;25(9):3434-49.


Collaborateurs :

Yvon Jallais, Cell Signalling Lab, ENS Lyon – France
Rishikesh Bhalerao, Umeå Plant Science Center – Sweden
Tomohiro Uemura, the University of Tokyo – Japan
Jürgen Kleine-Vehn, University of Natural Ressources and Life Sciences, Vienna – Austria
Laurent Laplaze and Soazig Guyomarc’h, ERD Montpellier – France