– PUMPKin

La capacité à énergiser la membrane cellulaire par l'établissement de gradients électrochimiques d'ions, selon le modèle chimio-osmotique de Mitchell, est une propriété commune à tous les organismes vivants. Chez les plantes, l'ATPase pompe à protons de type P énergise la membrane plasmique en créant une différence de potentiel électrochimique pour H+, qui est ensuite convertie en gradients de solutés grâce à l'activité de systèmes de transport secondaires spécifiques. L'effet électrogène de l'extrusion de H+ dépend à la fois de l'activité de la pompe elle-même et de la conductance membranaire, qui est dominée par celle de l'ion potassium (K+) dans la plupart des conditions physiologiques. Ainsi, le contrôle du potentiel de membrane dépend de l'intégration des activités de transport de H+ et de K+. Si ces analyses biophysiques ont permis des avancées significatives pour la compréhension des transports membranaires, concernant leur énergisation et leur couplage énergétique, il reste aujourd'hui à comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu et à préciser la pertinence des modèles dans un contexte biologique. En nous focalisant sur la cellule de garde, et en prenant aussi la racine comme organe modèle complémentaire, nous avons pour objectif d'approfondir la compréhension des bases moléculaires du contrôle du potentiel de membrane et des transports de solutés au cours de la transduction de signaux dans le stomate et de l'absorption du potassium par la racine. En particulier, nous proposons comme nouveau concept le fait que les pompes à H+ et les canaux potassiques entrants (K+in) peuvent interagir physiquement, et que cela participe au contrôle intégré du potentiel de membrane. Ce travail en collaboration, impliquant deux laboratoires à Gif et à Montpellier, se situera à l'interface entre la génétique classique, la biologie moléculaire, la biochimie, la protéomique et l'électrophysiologie pour identifier et caractériser le réseau moléculaire interagissant avec les pompes à protons et les canaux potassiques entrants. Nous évaluerons l'impact des interactions protéiques sur les activités de transport dans des systèmes hétérologues (levure et ovocyte de xénope) et in situ dans la plante. En plus des avancées scientifiques permettant une meilleure compréhension d'un processus biologique vital et fondamental, nous attendons des données obtenues lors de cette étude des applications en matière d'amélioration du rendement des cultures et de la gestion de l'eau par la plante.