– chloro/mito CES

Les complexes transducteurs d?énergie des organites sont des protéines multimériques d?origine génétique mixte dont les sous-unités sont codées soit par le génome de l?organite, soit par le génome nucléaire. Comprendre quels mécanismes assurent la production st?chiométrique, requise pour leur assemblage, de sous-unités codées dans des compartiments génétiques différents est une question majeure pour l?étude de la biogenèse des organites. Au cours des dix dernières années, le partenaire 1 a découvert et caractérisé un processus de régulation majeur pour l?expression des gènes chloroplastiques : le processus CES. Il s?agit d?une régulation de la synthèse de certaines sous-unités codées par le génome chloroplastique, ou sous-unités CES, dont le taux de synthèse est fortement réduit (cesse!) en l?absence de certains partenaires d?assemblage. Ce processus joue un rôle essentiel dans la biogenèse du chloroplaste chez l?algue verte Chlamydomonas reinhardtii, chaque complexe photosynthétique majeur contenant au moins une sous-unité CES. Les travaux ultérieurs de groupes américains suggèrent un rôle plus général encore puisque ce processus participe à la biogenèse de la RuBisCO dans les chloroplastes de végétaux supérieurs, et du complexe Cytochrome Oxydase dans la mitochondrie de levure. L?ATP synthétase à protons est une protéine commune aux chloroplastes et aux mitochondries. Son assemblage, un intérêt majeur du partenaire 2, obéit à des contraintes spécifiques, puisque tant le canal membranaire à protons, ou (C)F0, que la tête catalytique soluble, (C)F1, comportent des sous-unités présentes en stoechiométries inégales. Par exemple au sein du (C)F0, 10-14 copies du protéolipide (codé par les gènes atpH et atp9 dans les chloroplastes et mitochondries, respectivement) s?assemblent avec une copie unique des autres sous-unités du (C)F0. La biogenèse du (C)F0 impliquerait des régulations CES, dans la levure comme chez Chlamydomonas. Dans la levure, la synthèse des sous-unités Atp6p et Atp8p est fortement réduite en absence de la sous-unité Atp9p. De façon frappante, les souches de Chlamydomonas déficientes pour AtpH, montrent une expression réduite de la sous-unité AtpI, l?équivalent chloroplastique d?Atp6p, ce qui suggère une régulation similaire de ces deux sous-unités dans ces deux organismes éloignés. Notre projet s?appuie sur cette boucle de régulation commune pour étudier les similitudes et divergences des modalités du processus CES entre ces deux organismes modèles, en menant en parallèle des expériences semblable, basées sur l?utilisation de gènes chimères et d?allèles mutés des gènes codants les sous-unités chloroplastiques et mitochondriales de l?ATP synthétase, dont nous comparerons les résultats à chaque étape. Nous comprendrons ainsi quelles caractéristiques du processus CES reflètent les contraintes spécifiques de l?assemblage de l?ATP synthétase, comment ce processus a évolué, son rôle physiologique et quels mécanismes sont responsables du déséquilibre st?chiométrique (14:1) entre les sous-unités Atp9/H et Atp6/I (Tâches 1 et 2). Notre projet vise également à comprendre les bases moléculaires de l?interaction entre les sous-unités CES non assemblées et l?extrémité 5? non traduite de leur ARNm. Nous étudierons par des approches biochimiques le rôle des facteurs nucléaires qui contrôlent les étapes post-transcriptionnelles de l?expression du gène CES atp6/I (tâche 3) et nous identifieront grâce à un crible génétique adapté, les effecteurs de ce processus (tâche 4). Obtenus chez les organismes modèles C. reinhardtii et S. cerevisiae, particulièrement adaptés à l?étude des organites, nos résultats auront une signification générale pour la biologie des organites, et plus largement dans les domaines des régulations traductionnelles et de l?assemblage des complexes oligomériques. Les deux partenaires ont des compétences internationalement reconnues en génétique moléculaire des chloroplastes et mitochondries, respectivement. Le partenaire 1 a joué un rôle central dans la découverte et la caractérisation du processus CES, tandis que le partenaire est un des groupes leader dans l?étude de la biogenèse de l?ATP synthétase. Les deux laboratoires regroupent des compétences variées en génétique, génomique, biochimie et spectroscopie. Ceci, ainsi que nos réalisations passées attestent de notre capacité à caractériser et comparer les processus CES qui contrôlent l?assemblage de l?ATP synthase dans ces deux organismes éloignés et à identifier les effecteurs protéiques de ce processus. Nous demandons un soutien de l?ANR car ce projet, original et nouveau, ne peut évidement pas être mené par un seul laboratoire mais suppose une collaboration étroite et un dialogue permanent, conduisant à une fertilisation réciproque, expérimentale et conceptuelle. Son succès renforcera la renommée internationale des deux partenaires dans le domaine de l?assemblage des protéines.