Dissection des voies de signalisation et de conjugaison du glutathion chez Chlamydomonas reinhardtii – Glutaclick

Le glutathion (gammaGlu-Cys-Gly, GSH) est un métabolite essentiel chez les eucaryotes et de nombreuses bactéries. Chez les plantes, la carence en glutathion entraîne de graves défauts de développement. Le GSH se lie de manière covalente à diverses classes de molécules endogènes ou exogènes. Il peut former une liaison disulfure mixte avec les cystéines des protéines, une modification post-traductionnelle redox appelée S-glutathionylation qui est favorisée dans des conditions de stress. Il peut également être conjugué à des métabolites électrophiles pour la synthèse, le recyclage ou la distribution intracellulaire de métabolites spécialisés, réactions principalement catalysées par les glutathion transférases (GST).
Le projet Glutaclick abordera des questions biologiques importantes, mais encore peu explorées, liées aux fonctions de signalisation et de conjugaison du glutathion dans un contexte de réponses au stress chez l'eucaryote photosynthétique modèle Chlamydomonas reinhardtii. Ce projet permettra de découvrir les substrats des GST d'algues afin d'élucider leurs spécificités et de déduire ainsi certaines de leurs fonctions. Ce projet aura des répercussions importantes sur la façon dont les GST sont étudiées, notamment en facilitant et en clarifiant leur(s) rôle(s) catalytique(s) et fonctionnel(s). GlutaClick donnera également un nouvel aperçu de l'importance et du rôle de la S-glutathionylation chez les eucaryotes. En identifiant un grand nombre de protéines cibles, y compris des protéines membranaires, une classe importante de protéines impliquées dans des processus cruciaux (bioénergétique, signalisation, transport ou communication intra/intercellulaire), nous espérons donner une image plus complète des processus sous le contrôle de cette modification. Le projet Glutaclick permettra de définir à la fois les conditions physiologiques déclenchant cette modification post-traductionnelle in vivo et comment cette modification est contrôlée et en particulier par quelles glutaredoxines. Il permettra également d'analyser la dynamique temporelle et quantitative du réseau de S-glutathionylation et d'élucider les mécanismes moléculaires sous-jacents. Enfin, les données qualitatives et quantitatives seront utilisées pour initier la modélisation mathématique du réseau de glutathionylation et identifier des informations clés sur les caractéristiques chimiques et physiques conférant la spécificité de la glutathionylation.
Nous prévoyons que de nombreux résultats obtenus dans le cadre du projet Glutaclick seront pertinents pour d'autres organismes photosynthétiques. Les données constitueront donc une mine d'informations pour la communauté des chercheurs en sciences végétales et permettront notamment d'initier des études fonctionnelles combinant des approches in vivo et in vitro. Le glutathion étant présent chez la plupart des eucaryotes et de nombreuses bactéries, les mécanismes moléculaires élucidés par nos analyses seront probablement pertinents pour la plupart des fonctions de signalisation et de conjugaison du glutathion chez les organismes photosynthétiques et non-photosynthétiques. Enfin, ce projet générera des outils chimiques et biologiques innovants qui seront utiles à la communauté scientifique pour contourner les barrières technologiques actuelles qui limitent les études visant à décrypter les rôles du GSH.