Biopuces à polysaccharides pariétaux en génomique fonctionnelle – WALLARRAY-II

Le projet WallArray a été soumis à l’appel d’offres ANR-Génomique en avril 2008. Dans ce cadre, le projet a été financé pour une étude de faisabilité sur un an. Les résultats acquis confortent les différents partenaires du projet dans les objectifs initialement proposés. Le nouveau projet s’appuie sur les points forts de l’étude de faisabilité, et développe de nouvelles solutions techniques et de nouvelles propositions dans la réalisation de ces objectifs. La soumission du projet WallArray 2 à l’appel d’offres Génomique, Biotechnologies Végétales s’inscrit donc dans la continuité du précédent projet. Il rassemble les mêmes équipes de recherche de plusieurs instituts publics CEA, CNRS et INRA, des universités de Grenoble et Toulouse et de la société privée Genoptics. Ces équipes développent des recherches dans les domaines de la physico-chimie, la chimie, la biologie structurale et la biologie végétale.

Les parois cellulaires sont des structures composites naturelles, renfermant essentiellement des polymères de fortes masses moléculaires (polysaccharides et lignines) et des protéines interagissant avec ces polymères. Les parois cellulaires sont des structures dynamiques impliquées dans la division, l'expansion, la différentiation et l'adhérence cellulaire contrôlant ainsi la morphologie de la plante. Les parois sont également la source de signaux oligosaccharidiques: leur reconnaissance moléculaire contrôle des processus liés au développement et même l'issue d'interactions entre plantes et microorganismes. Ces dernières années, des progrès décisifs en génomique, protéomique, glycomique et bio-informatique ont considérablement augmenté nos connaissances des gènes et des protéines liés à la paroi, en particulier les gènes et les protéines interagissant, ou encore modifiant les polysaccharides pariétaux. Toutefois, très peu d'entre eux ont une fonction expérimentalement démontrée. Ainsi, toutes les données structurales ou fonctionnelles concernant l'interaction du glycome pariétal (défini comme l'ensemble de structures glucidiques de la paroi) et du protéome pariétal (l'ensemble des protéines) sont d'un grand intérêt afin de comprendre la dynamique et la signalisation pariétale.
Le but du projet est de développer des biopuces à polysaccharides pariétaux comme outils innovants pour sélectionner des protéines capables d'interactions et évaluer leur spécificité. Les données fonctionnelles et structurales, qui seront acquises, complèteront les banques de données déjà en place et ouvertes à la communauté scientifique (glyco3d). Ces données serviront de support expérimental au développement de logiciels pour la prédiction de structure de protéines et de polysaccharides, voire à l’élaboration de logiciels pour la prédiction d’interactions protéines/polysaccharides pariétaux. Le projet rassemble des nouvelles technologies éprouvées et déjà mises en œuvre dans notre étude de faisabilité: de la constitution de collections de polysaccharides pariétaux et leur fixation à une surface, à la production de protéines pariétales et l'analyse de leurs interactions avec des polysaccharides par imagerie en résonance plasmonique de surface.
La compréhension des interactions protéines/polysaccharides au niveau des surfaces cellulaires complète les données de protéomique et de glycomique, et représente une étape essentielle en post-génomique. Par ailleurs, les parois des plantes sont les constituants les plus abondants de la biomasse végétale. Les matériaux de la paroi (cellulose, pectines) ont été largement exploités par les industries alimentaires et non-alimentaires. Avec la reconnaissance actuelle des molécules glucidiques comme vecteurs de propriétés biologiques, les sociétés de glyco-biotechnologie sont apparues. Les biopuces à polysaccharides seront un outil utile pour l'élaboration de nouveaux matériaux, la découverte ou la modification d'enzymes intervenant sur les polysaccharides pariétaux, l'amélioration des espèces végétales.