– TRAFIRT

Le fer est un élément minéral essentiel pour les êtres vivants. L'absorption der fer est un processus finement régulé, basé sur un contrôle transcriptionnel chez la levure et post-transcriptionnel chez les mammifères. Les plantes ont longtemps été considérées comme régulant leur machinerie d'absorption du fer au niveau transcriptionnel. Toutefois, des résultats récents ont montré un contrôle post-transcriptionnel de l'expression du transporteur de fer racinaire IRT1 par le fer, affectant vraisemblablement la stabilité et la localisation subcellulaire de la protéine IRT1 par endocytose . A ce jour, seuls quelques exemples d'endocytose régulée par un stimulus existent chez les plantes, et notre perception du système endocytique et du mode de dégradation des protéines membranaires reste très limitée. Le projet de recherche proposé vise (i) à mettre en évidence le trafic intracellulaire d'IRT1 et à déterminer comment le fer contrôle sa propre absorption par endocytose régulée chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, et (ii) à établir IRT1 comme un modèle pour l'étude des mécanismes moléculaires de l'endocytose et pour la caractérisation du système endomembranaire des végétaux. Pour cela, nous développons des approches de biochimie, de biologie cellulaire et moléculaire, ainsi que de génétique directe et inverse. Tout d'abord nous déterminerons la demi-vie de la protéine IRT1 en fonction de la nutrition en fer. En parallèle, nous étudierons la localisation subcellulaire et la trafic d'IRT1 par des approches pharmacologiques et de co-localisation avec divers marqueurs endosomaux pour déterminer les voies empruntées par IRT1 lors de son endocytose et de sa dégradation. Le second objectif de ce projet est d'identifier les protéines impliquées dans la régulation de la stabilité et du trafic intracellulaire d'IRT1. Un crible double hybride a d'ores et déjà permis d'identifier des protéines interagissant directement avec IRT1, et leurs rôle est actuellement analysé par génétique inverse. En parallèle, nous identifierons des protéines impliquées directement ou indirectement dans le contrôle de l'internalisation et de la stabilité d'IRT1. L'étude d'un mutant chlorotique fit a permis de montrer que le facteur de transcription FIT correspondant était nécessaire à la stabilisation de la protéine IRT1. Par des approches de génétique directe visant à isoler des suppresseurs extragénique du mutant chlorotique fit, et par immunoprécipitation de chromatine couplée à des analyses microarrays, nous identifierons les protéines dépendantes de FIT et nécessaires à la stabilisation de la protéine IRT1. Un accent particulier sera mis sur les protéines responsables de modifications post-traductionnelles et sur les composants de la machinerie de trafic intracellulaire, par comparaison avec ce qui est connu chez la levure et chez les mammifères. Enfin, nous utiliserons IRT1 comme référence afin de mieux caractériser le système endomembranaire des végétaux, qui est composé de sous-populations de chaque compartiment et défini par la présence de protéines bien particulières. Nous étudierons donc la co-localisation d'IRT1 avec plusieurs centaines de protéines prédites par bioinformatique comme appartenant au système endomembranaire, et représentant potentiellement un large proportion des sous-compartiments trouvés à l'intérieur de la cellule, afin d'obtenir une carte du système endomembranaire utilisant IRT1 comme référence.