Elucider les fonctions multifacettes des protéines acétyl transferase en réponse au stress et dans la régulation métabolique – KatNat

Ll'ensemble des compétences de nos cinq groupes permettra une approche interdisciplinaire unique et de pointe pour obtenir une description multi-échelle des protéines acétyltransférases dans la réponse au stress cellulaire et la régulation de la physiologie végétale. Les membres du consortium ont une expertise appropriée et nécessaire sur le sujet, une visibilité internationale et une concentration commune sur divers aspects de l'acétylation des protéines. Chaque équipe utilise des approches très complémentaires qui apporteront une valeur ajoutée au projet KatNat. Une force particulière réside dans la capacité de spécification de masse et l'expertise de plusieurs partenaires pour la quantification globale et la cartographie de la K- (IF) et de la Nt-acétylation (CG). Ainsi, les éléments clés du programme de recherche ne dépendent pas de la génération de données par des tiers, mais exploiteront plutôt des technologies et des compétences internes de pointe. Cela offre également un rapport qualité-prix exceptionnel puisque ces analyses protéomiques globales sont comparativement beaucoup plus coûteuses si elles sont externalisées. En plus des capacités avancées de spécification de masse, les membres du consortium ont une expertise biochimique démontrable pour élucider les fonctions enzymatiques (IF, CG, MW, DG), l'analyse photosynthétique (IF, PM) et l'étude mécanistique de la dégradation / ubiquitination des protéines (DG, MW, CG).
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1) Nous avons standardisé les conditions de croissance pour permettre l'analyse directe et la comparaison de l'ensemble d'échantillons de tissus.
2) Nous avons caractérisé la localisation cellulaire des enzymes GNAT et nous avons pu confirmer une localisation plastidique pour 8 des 10 enzymes.
3) Nous avons utilisé notre test GAP développé en interne pour tester l'activité NTA de tous les GNAT plastidiques putatifs en plus des NAA50 et NAA60 cytosoliques. En parallèle, l'activité K de ces enzymes a été réalisée.
4) Nous avons généré des mutants KO pour chaque enzyme et nous avons comparé les changements d'acétylomes K et Nt induits par l'absence de NAA60, NAA50, GNAT1, GNAT2 et GNAT4 avec les acétylomes de référence du type sauvage.
5) Pour étudier la dynamique de l'acétylation des protéines plastides K et Nt pendant la lumière normale, faible et élevée, nous avons commencé toute une analyse omique (transcriptomique, métabolomique, protéomique, N-terminomique, K-acétylomique) de WT vs GNAT1, GNAT2 et les lignées GNAT4 KO cultivées dans les 3 conditions différentes.
6) La sensibilité à la lincomycine de tous les mutants disponibles a également été criblée. 7) Nous avons analysé le transcriptome et le métabolome des lignées mutantes NAA50, NAA60, GNAT1, GNAT2 et GNAT4.
8) Nous avons également créé une lignée amiNAA50 afin de pouvoir évaluer NAA50 - un gène essentiel chez les plantes - pour les sensibilités au stress.
9) Nous avons également mis en place le système de détermination de l'âge fFT-Protein dans planta.
10) Nous avons vérifié tous les mutants GNAT disponibles pour l'effet sur la photosynthèse.
11) Caractérisation de la fonction et de la spécificité des ligases E3 spécialisées (Not4 et DOA10).

Les modifications des protéines représentent un domaine d'étude émergent susceptible d'avoir un impact sur l'agriculture, car il devient de plus en plus évident que la modulation sensible au signal de l'activité des protéines joue un rôle fondamental dans les décisions de développement, y compris la régulation du métabolisme et la tolérance au stress. L'acétylation des protéines est l'une de ces modifications, mais la recherche dans ce domaine fait gravement défaut. KatNat arrive donc à point nommé dans son objectif d'étudier de nouveaux liens entre l'acétylation des protéines, la signalisation des plantes, le métabolisme et la physiologie. Fondamentalement, notre travail cherche à placer nos découvertes fondamentales dans un contexte agronomique (par exemple, efficacité photosynthétique, impact sur la productivité et résilience au stress abiotique).
Alors que la population mondiale augmente rapidement et que les conditions météorologiques deviennent de plus en plus imprévisibles en raison du changement climatique, il est urgent d'identifier de nouvelles cibles pour manipuler les performances des cultures afin d'améliorer la sécurité alimentaire. Un objectif essentiel de KatNat est donc de créer de nouvelles connaissances qui pourraient ouvrir la voie à la manipulation de divers processus associés à la productivité des plantes, à l'adaptation à l'environnement et à la résilience au stress. Cela n'inclut pas uniquement les cultures qui sont constitutivement tolérantes à un stress particulier, mais plutôt l'investissement dans des variétés de cultures flexibles qui peuvent s'adapter à des conditions fluctuantes tout en maintenant le rendement.Les principaux résultats du projet KatNat auront un impact significatif sur la science végétale fondamentale et le potentiel d'avoir un impact sur l'agriculture à l'avenir en fournissant de nouvelles cibles aux sélectionneurs et aux biotechnologistes pour développer une nouvelle génération de cultures.

Armbruster L, et al (2020) NAA50 is an enzymatically active N(a)-acetyltransferase that is crucial for development and regulation of stress responses. Plant Physiol 183

Bailey M, et al (2021) The Arabidopsis NOT4A E3 ligase promotes PGR3 expression and regulates chloroplast translation. Nat Commun 12

Bienvenut WV, et al (2020) Dual lysine and N-terminal acetyltransferases reveal the complexity underpinning protein acetylation. Mol Syst Biol 16: e9464


Giglione C, Meinnel T (2021) Evolution-driven versatility of N terminal acetylation in photoautotrophs. Trends Plant Sci in press, 10.1016/j.tplants.2020.11.012

Huber M, et al (2020) NatB-mediated N-terminal acetylation affects growth and abiotic stress responses. Plant Physiol 182: 792-806

Koskela MM, et al (2020) Comparative analysis of thylakoid protein complexes in state transition mutants nsi and stn7: focus on PSI and LHCII. Photosynth Res 145

Linster E, er al (2020) The Arabidopsis Na-acetyltransferase NAA60 locates to the plasma membrane and is vital for the high salt stress response. New Phytol 228

Linster E,et al (2021) The ribosome-associated N-terminal acetyltransferase A regulates proteome stability in plants in preparation

Miklánková P, et al (2021) HYPK affects proteostasis by facilitating co-translational imprinting of the proteome HYPK affects proteostasis by facilitating co-translational imprinting of the proteome with acetylation marks. In preparation

Weidenhausen J, et aI (2020) Structural and functional characterization of the N-terminal acetyltransferase Naa50. Structure in press

Westrich LD, et al (2020) The versatile interactome of chloroplast ribosomes revealed by affinity purification mass spectrometry. Nucleic Acids Res in press