Biogenèse du chloroplaste : voies d’import alternatives

Orateur : Soutenance de Thèse de Imen BOUCHNAK (BIG-PCV)

Le chloroplaste est un composant majeur de la cellule végétale. Cet organite est le fruit d’une endosymbiose, survenue entre une cellule eucaryote et une cyanobactérie. Ainsi, 95% des gènes codant pour les protéines plastidiales ont été transférés vers le génome nucléaire au cours de l’évolution. En conséquence, la plupart des protéines chloroplastiques est aujourd’hui codée par le noyau, synthétisées dans le cytosol sous forme de précurseurs dotés d’une une extension N-terminale clivable (le "peptide de transit") et ensuite importées sans les chloroplastes via le système TOC/TIC (Translocons localisés au niveau des membranes externe et interne de l’enveloppe des chloroplastes). Jusqu’à récemment, toutes les protéines destinées aux compartiments chloroplastiques internes étaient censées posséder une séquence d’adressage N-terminale clivable et engager la machinerie d’import général TOC/TIC. Cependant, des études récentes reposant sur des approches protéomiques ont révélé l’existence de plusieurs protéines chloroplastiques dépourvues de la séquence additionnelle clivable. La première évidence de telles protéines dites non canoniques a été fournie par notre équipe, étudiant le protéome de l’enveloppe du chloroplaste d’Arabidopsis, qui a conduit à l’identification d’une protéine quinone oxidoréductase homologue nommée « ceQORH ». Bien que dépourvues de peptide de transit clivable, il s’est avéré que ces protéines sont capables de rejoindre les compartiments chloroplastiques internes. D’autre part, il a été également montré que l’import de ces protéines dans le chloroplaste n’est pas médié par la machinerie de translocation générale TOC/TIC. De plus, il s’est avéré que ces protéines ont la particularité d’être multilocalisées dans les cellules de différents tissus de la feuille. Cependant, les mécanismes moléculaires qui contrôlent la localisation sub-cellulaire de telles protéines chloroplastiques non canoniques demeurent encore inconnus. Pour mieux caractériser fonctionnellement les composantes des systèmes d’import alternatifs de protéines chloroplastiques non canoniques, nous avons adopté une approche directe qui reposait sur des techniques biochimiques combinant le crosslink chimique, la purification par affinité et la spectrométrie de masse. Cette stratégie nous a permis d’identifier un partenaire, impliqué dans le contrôle de l’adressage de la protéine ceQORH dans le chloroplaste. Alternativement, nous avons réalisé une bio-analyse du protéome de l’enveloppe du chloroplaste et qui nous a permis de revisiter la composition du protéome de l’enveloppe du chloroplaste. Afin d’expliquer la localisation sub-cellulaire variable de la protéine ceQORH, les membres de l’équipe ont émis l’hypothèse d’une interaction probable de cette protéine avec un partenaire cytosolique. Dans la dernière partie de cette étude, nous avons validé l’interaction, in planta, entre ceQORH et son partenaire par une approche génétique qui portait sur l’analyse de l’impact de l’absence de ce dernier sur la régulation de la localisation sub-cellulaire de la protéine ceQORH.

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