Dynamique du protéome du chloroplaste

Dans le cadre du projet ANR Glyco-Chloroplast (Genoplante ; 2007-2009), en collaboration avec l'équipe de Norbert Rolland, nous avons établi une base de données du chloroplaste d'Arabidopsis thaliana concernant plus de 1300 protéines chloroplastiques ou liées au chloroplaste, pour lesquelles l'information concernant leur localisation sub-chloroplastique est disponible (voir description de la base de données AT_Chloro). Ces informations sont consignées sur un site web dédié (Ferro et al., Molecular and Cellular Proteomics, 2010).

Parmi les composants de l'enveloppe du chloroplaste, la protéine ceQORH présente la particularité de contenir une séquence de transit centrale qui n'est pas clivée après import de la protéine dans les chloroplastes, contrairement à la majorité des protéines chloroplastiques (Miras et al., 2002, 2007 ; brevets FR0207729 et WO2004/001050 A1). L'étude de cette protéine a permis de mettre en évidence un nouveau mecanisme de régulation permettant le traffic des protéines entre le cytosol et le chloroplaste.

L'étude de la dynamique du protéome chloroplastique est étudiée dans le cadre de deux projets ANR et du projet GRAL. Les études protéomiques menées font intervenir des approches de protéomique quantitative de type « label-free » et plus particulièrement la méthode AMT.


Régulation de la dynamique du protéome chloroplastique (Chloro-Pro)

Coordinateur :
Norbert Rolland (PCV, UMR5168, CEA-Grenoble)
Responsable EDyP :
Myriam Ferro
Financement :
ANR Blanc, 2010-2014

Le projet Chloro-Pro vise à :
- Identifier les protéines régulées par un mécanisme d'import similaire à celui de la protéine ceQOR
- Trouver les signaux qui contrôle le traffic des protéines à travers l'enveloppe du chloroplaste
- Identifier, par une approche de protéomique quantitative, quel est l'impact de la dérégulation de ce mécanisme sur la physiologie du chloroplaste.


Adaptation du chloroplaste aux stress abiotiques (Chloro-types)

Coordinateur :
Norbert Rolland (PCV, UMR5168, CEA-Grenoble)
Responsable EDyP :
Myriam Ferro
Financement :
ANR Génomique et Biotechnologie Végétale, 2011-2014

Le projet Chloro-types vise à :
- Identifier les stress abiotiques qui affectent l'adressage des protéines au chloroplaste
- Déterminer les mécanismes de régulation, induits par des stress abiotiques et qui controllent la localisation sub-cellulaire de certaines protéines
- Comprendre le rôle des mécanismes de régulation, induits par le stress, par rapport à la physiology du chloroplaste.

Énergie et micro-algues

Études globales de la conversion et du stockage de l'énergie chez les micro-algues (ALGOMICS)

Coordinateur :
Gilles Peltier (iBEB/SBVME/LB3M, UMR6191, CEA/Cadarache)

Responsable EDyP :
Myriam Ferro

Financement :

ANR Bioénergie, 2008-2012

Chlamydomonas reinhardtii est une algue unicellulaire photosynthétique qui a développé des capacités métaboliques lui permettant de produire de l'hydrogène ou d'accumuler des réserves lipidiques en utilisant l'eau, le CO₂ et l'énergie solaire comme ressources principales. Dans certaines situations défavorables (carence nutritive par exemple), le métabolisme cellulaire de Chlamydomonas est tourné vers l'accumulation de réserves énergétiques (amidon, lipides). Dans le cadre d'ALGOMICS l'équipe EDyP porte le versant protéomique d'un projet multidisciplinaire qui fait largement appel aux approches "omiques" (protéomique, transcriptomique, génomique, métabolomique, fluxomique) pour développer une stratégie de type "biologie des systèmes" dans le but de caractériser des mutants de Chlamydomonas affectés dans le métabolisme des réserves en vue d'identifier les points de contrôle et de régulation du métabolisme de l'algue.
Dans le cadre de ce projet l'équipe EDyP réalise des expériences de protéomique quantitative basées sur le marquage métabolique ¹⁵N des cellules de Chlamydomonas. En collaboration avec le laboratoire Physiologie Cellulaire & Végétale et le laboratoire de Michael Hippler, un sous-projet est mené qui consiste à mettre en place un outil logiciel de prédiction de la localisation subcellulaire des protéines adapté aux Algues. L'outil baptisé PredAlgo, est basé sur la reconnaissance de préséquences "signal" en N-terminal des protéines. Ce projet est réalisable grâce aux méthodes d'analyses protéomiques ciblant les peptides N-terminaux des protéines de Chlamydomonas.

Publication :
Nguyen HM, Baudet M, Cuiné S, Adriano JM, Barthe D, Billon E, Bruley C, Beisson F, Peltier G, Ferro M and Li-Beisson Y
Proteomic profiling of oil bodies isolated from the unicellular green microalga Chlamydomonas reinhardtii: With focus on proteins involved in lipid metabolism.
Proteomics, 2011

Stress chez les plantes

Impact de l'uranyle sur les plantes (PLANTOX-URA)

Coordinateur du projet :

Jacques Bourguignon (PCV, UMR5168, CEA/Grenoble)

Responsable EDyP :
Yves Vandenbrouck

Financement :
Programme Transversal de Toxicologie du CEA

Les plantes sont des organismes sessiles incapables d'échapper aux pressions de l'environnement. En conséquence, elles ont développé un vaste éventail de mécanismes et de stratégies pour tolérer des conditions environnementales de stress. Ce projet repose sur deux axes principaux :

1 - Étude du devenir de l'uranyle, de sa spéciation et des métabolites qu'il induit dans les plantes supérieures. Nous nous focalisons sur l'analyse de la spéciation de l'uranyle dans la plante entière et sa répartition dans la cellule végétale. Nous analysons également l'impact de ce toxique sur les métabolites et identifions ceux qui sont impliqués dans sa chélation. Nous souhaitons également identifier les protéines cibles de cet élément.

2 - Étude de la réponse d'Arabidopsis thaliana soumis à un stress uranyle par l'utilisation de puces à ADN CATMA et de stratégies bioinformatiques. Ceci permettra d'identifier les voies métaboliques qui sont perturbées ou exacerbées par l'uranium et les mécanismes moléculaires et cellulaires mis en place par la plante pour lutter contre ce toxique. Cette approche devrait mettre en évidence des gènes (codant pour des transporteurs, facteurs de transcription…) susceptibles de jouer un rôle important dans cette réponse.
Ce projet permettra d'acquérir une vue d'ensemble de la réponse de la plante face à un stress provoqué par l'uranyle et d'aboutir à la caractérisation de biomarqueurs d'exposition métaboliques et/ou protéiques de l'uranyle.

Valorisation :
Boyer F, Combes F, Bourguignon J and Vandenbrouck Y
A graph-based approach for extracting transcriptional regulatory modules from a large microarray compendium: An application to the transcriptional response of Arabidopsis thaliana under stress condition in TIC Signal Processing Proceedings Series, 2009, vol. 48. pp 23-27

Boyer F, Combes F, Lindlöf A, Bourguignon J and Vandenbrouck Y
Exploring the transcriptional response of Arabidopsis under stress conditions by a graph-mining approach highlights new insights into key metabolic pathways. Journées Ouvertes de Biologie, Informatique et Mathématiques (JOBIM). Montpellier, France, 7-9th Sept 2010