Régulation par l'Auxine du métabolisme des Xyloglucanes de la paroi – AuxiWall

Des techniques d’imagerie et d’analyse biochimique à l’échelle tissulaire vont être développées et combinées dans le but de visualiser la dynamique des modifications des polysaccharides pariétaux in vivo.

Nos travaux ont mis en évidence le rôle majeur du remodelage de la paroi, post-synthèse. Nous avons démontré que le remodelage était nécessaire à l’élongation cellulaire et que l’auxine intervenait dans contrôle de ce remodelage. De plus, nous avons mis en évidence l’existence d’un Traffic intracellulaire de polysaccharide inédit et impactant la distribution anisotrope des polysaccharides dans ces cellules en élongation. Enfin, nos travaux ont aussi permis de développer des outils de visualisation de polysaccharides in vivo à l’échelle cellulaire, ce qui constitue un outil très novateur utiles aux biologistes des plantes.

Apporter une meilleure connaissance des mécanismes de croissance des plantes et mieux comprendre la formation des polysaccharides pariétaux ; un prérequis indispensable à une valorisation efficace de la biomasse lignocellulosique pour sa transformation à visée non alimentaire.

1) Sechet J, Frey A, Effroy-Cuzzi D, Berger A, Perreau F, Cueff G, Charif D, Rajjou L, Mouille G, North HM, Marion-Poll A. (2016). Xyloglucan Metabolism Differentially Impacts the Cell Wall Characteristics of the Endosperm and Embryo during Arabidopsis Seed Germination.Plant Physiol. 170(3):1367-80. doi: 10.1104/pp.15.01312.
2) Dumont, M., Lehner, A., Vauzeilles, B., Malassis, J., Marchant, A., Smyth, K., Linclau, B., Baron, A., Pons, J.M., Anderson, C.T., et al. (2016). Plant cell wall imaging by metabolic click-mediated labelling of rhamnogalacturonan II using azido 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid. Plant Journal 85, 437-447.
3) Dumont, M., Lehner, A., Bardor, M., Burel, C., Vauzeilles, B., Lerouxel, O., Anderson, C.T., Mollet, J.-C., and Lerouge, P. (2015). Inhibition of fucosylation of cell wall components by 2-fluoro 2-deoxy-L-fucose induces defects in root cell elongation. Plant Journal 84, 1137-1151.
4) Paque, S., Mouille, G., Grandont, L., Alabadi, D., Gaertner, C., Goyallon, A., Muller, P., Primard-Brisset, C., Sormani, R., Blazquez, M.A., et al. (2014). AUXIN BINDING PROTEIN1 Links Cell Wall Remodeling, Auxin Signaling, and Cell Expansion in Arabidopsis. Plant Cell 26, 280-295.
5) Chen, X., Grandont, L., Li, H.J., Hauschild, R., Paque, S., Abuzeineh, A., Ralcusova, H., Benkova, E., Perrot-Rechenmann, C., and Friml, J. (2014). Inhibition of cell expansion by rapid ABP1-mediated auxin effect on microtubules. Nature 516, 90-U206.

nom : CDD employé via le budget de ce projet

Ainsi que plusieurs communications en congrès sous forme de poster et de conférence.

Les cellules de plantes sont entourées d’une matrice complexe, dynamique, constituée de polysaccharides qui jouent un rôle majeur au cours du développement de la plante notamment au cours de l’expansion cellulaire, dans le contrôle de la forme des cellules et participe à l’architecture globale de la plante, sa protection contre les agressions extérieures et représente une source de biomasse considérable.
La paroi primaire est constitué d’un réseau de microfibrilles de cellulose connecté aux hemicelluloses (xyloglucanes) baignant dans une matrice de pectine et de divers protéines structurales et d’enzymes.
Au cours de la croissance, la paroi est constamment remodelée pour maintenir son extensibilité et permettre l’intégration de composé pariétal néosynthétisé. La croissance est controlée par des hormones, parmi lesquelles l’auxine qui joue un rôle clé dans l’expansion cellulaire.
Cependant, on connaît mal les mécanismes via lesquels l’auxine influence les modifications pariétales ayant lieu au cours de la croissance. Des données préliminaires produites par les partenaires suggèrent que le récepteur de l’Auxine ABP1 est impliqué dans le contrôle des modifications des hémicelluloses en particulier des xyloglucanes. ABP1 semble donc être un composant essentiel impliqué dans les modifications pariétales contrôlées par l’Auxine.
Dans ce projet, nous proposons d’étudier la dynamique d’évolution de la structure des xyloglucanes au cours de l’élongation cellulaire et de déterminer l’influence de l’Auxine dans ce phénomène. L’analyse de la dynamique des modifications des xyloglucanes sera notamment effectuée via l’utilisation d’une approche d’empreinte enzymatique assistée par Maldi-TOF à haut débit et haute résolution spatiale in situ, mise en place récemment par le partenaire 1.
Une meilleure compréhension de la dynamique du métabolisme des xyloglucanes sera aussi permise via l’utilisation de monosaccharide activé utilisé dans une approche de « Click chemistry » permettant une visualisation in vivo du métabolisme des xyloglucanes. Les plantes présentant une perte de fonction conditionnelle d’ABP1 montrant des xyloglucanes modifiés seront combinées avec des mutants disponibles chez Arabidopsis thaliana (mutants affectés dans la voie de signalisation de l’auxine et mutants affectés dans la synthèse de xyloglucanes) afin de comprendre comment l’auxine contrôle la structure des xyloglucanes et comment la structure comment la structure de ces polymères affecte l’élongation cellulaire.