Rôle et mécanismes d'action des protéines de type Musashi dans le controle de la synthèse des polysaccharides de la paroi secondaire chez les plantes – MusaWall

La lignocellulose est un réservoir important de carbone, ainsi qu’une source de matière brute renouvelable utilisable par l’homme. Elle se compose de cellulose, d’hemicellulose et de lignine, un polymère phénolique complexe, et est observée au niveau de la paroi secondaire des cellules végétales (SCW), laquelle est essentielle pour le transport de la sève, la croissance verticale, ainsi que la résistance contre les pathogènes. La composition de la SCW diffère selon les plantes, notamment entre les dicotylédones et les monocotylédones et varie de façon importante en fonction du type cellulaire ou du stade de développement. Des modifications mineures de la composition de la SCW peuvent entrainer des conséquences remarquables sur ses propriétés physico-chimiques et, par conséquent, sur le développement des plantes. La synthèse de la SCW est contrôlée au niveau transcriptionnel chez Arabidopsis par un réseau hiérarchisé de facteurs de transcription, qui s’est complexifié chez les espèces pérennes. L’amélioration, via bio-ingénierie, des bioprocédés qui permettent de valoriser la biomasse végétale à l’échelle agro-industrielle se heurte à la complexité des mécanismes de régulation impliqués et aux contraintes engendrées par ces manipulations sur la croissance des plantes. En parallèle des mécanismes transcriptionnels qui jouent un rôle majeur dans la régulation de la synthèse de la SCW, des mécanismes post-transcriptionnels pourraient également intervenir comme démontré pour une famille de microARNs spécifique. C’est dans ce contexte que le coordinateur du projet (P1), avec l’aide de ses partenaires (P2/P3), a récemment mis en évidence l’implication d’une famille de régulateurs traductionnels fixant l’ARN et homologues aux protéines animales Musashi, dans le contrôle du dépôt de la SCW chez Arabidopsis. Les partenaires du consortium ont pu montrer que ces protéines, nommées MSIL pour Musashi-Like, jouent un rôle important dans la formation de la SCW des cellules des fibres interfasciculaires de la tige, régulant à un niveau traductionnel le contenu en lignine et la composition des glucuronoxylanes. Ces résultats suggèrent l’importance de la régulation traductionnelle dans la synthèse de la SCW, et ouvrent de nouvelles perspectives d’études de la paroi, tant d’un point de vue fondamental que d’un point de vue appliqué. MusaWall est un projet pionnier dont l’objectif est de comprendre la contribution des MSILs à la formation de la SCW chez trois plantes modèles présentant des SCW différentes: Arabidopsis, la graminée Brachypodium distachyon, et l’arbre Eucalyptus grandis. Les objectifs du projet sont: 1) d’obtenir des plantes msil mutantes chez Brachypodium et l’Eucalyptus; 2) d’analyser l’impact de ces mutations sur la synthèse des polymères de la paroi cellulaire et d’effectuer une comparaison avec les données d’Arabidopsis; 3) d’identifier les cibles des MSILs ainsi que le rôle de la voie de régulation de l’ARN messager dépendante de la modification m6A dans leur activité au cours de la synthèse de la SCW, et enfin 4) de caractériser de nouveaux acteurs du réseau de régulation dépendant des MSILs au niveau des fibres grâce à une approche génétique. L’intégration de techniques de pointe dans les domaines de la biologie moléculaire, de la génétique, de la biochimie et de l’imagerie cellulaire assurera aux partenaires du projet MusaWall une vision exhaustive de la fonction des MSIL et de sa conservation au sein de différentes espèces de plantes. Ce projet fournira des connaissances sans précédent sur les MSILs et leur implication dans la régulation traductionnelle de la synthèse de la SCW chez les plantes, apportant de ce fait des bases cognitives fondamentales pour la valorisation des produits biosourcés.