Révéler les structures natives qui sous-tendent le transport des spermatozoïdes dans les plantes – SC-Delivery

L'endosperme des céréales est, d'un point de vue calorique, le principal contributeur à la nutrition humaine. La formation de l'endosperme chez les plantes angiospermes dépend de la livraison par le pollen de deux spermatozoïdes (CS) au gamétophyte femelle. Les CS fécondent alors la cellule centrale et l'ovule, donnant naissance à l'endosperme et au zygote. Pour acheminer les CS, le pollen développe une protubérance unique, le tube pollinique, qui peut atteindre plusieurs millimètres de long. Si la croissance et le guidage du tube sont bien compris, nous en savons relativement peu sur la machinerie qui transporte les CS. Étant donné la petite taille et la complexité du système, qui implique de l'actine, des microtubules, des protéines motrices (MP) de myosine et/ou de kinésine, et des compartiments membranaires, une approche capable de visualiser et d'identifier tous les acteurs dans leur arrangement natif est nécessaire pour dévoiler ses secrets. La tomographie cryo-électronique (cryo-ET) et le calcul de la moyenne des sous-tomogrammes (STA) sont les principales techniques permettant d'atteindre cet objectif et devraient réussir là où la microscopie optique et les méthodes de microscopie électronique à température ambiante ont échoué en raison des résolutions limitées réalisables et de la nécessité de marquer les composants d'intérêt.
Ce projet fournira les premiers aperçus (ultra-) structuraux de la machinerie indigène de transport des CS en utilisant la cryo-ET et la STA sur des tubes polliniques vitrifiés de deux espèces distinctes amincies à l'aide d'un broyage par faisceau d'ions cryo-focalisé. L'étude de l'environnement supramoléculaire des CS par une analyse ultrastructurale quantitative révélera son organisation générale et mettra en évidence les différences évolutives. Nous déterminerons la distribution, l'identité et la structure des MPs qui propulsent les SCs en utilisant le modèle de liaison distinct des kinésines et des myosines sur les filaments du cytosquelette pour conduire les STA. Enfin, pour identifier comment le recrutement des MP est orchestré pour le transport des SC, nous comparerons les filaments proximaux et distaux des SC, en ce qui concerne leur marquage avec des protéines, qui pourraient faciliter ou empêcher la liaison des MP.
En plus d'offrir un aperçu sans précédent d'un processus central du cycle de vie des plantes angiospermes, nos efforts serviront de point de départ à l'exploration de processus dans les cellules végétales en utilisant des approches de biologie structurale in situ sur un système modèle accessible.