Analyse des petites protéines G monomériques AtSGP1 et AtSGP2 : un rôle dans la détermination du devenir cellulaire ?

Study of the small monomeric G-proteins atSGP1 and AtSGP2 : a function in cell fate specification ?

• Auteur / Autrice : Mariette Bedhomme
• Direction : Yves Henry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Différenciation cellulaire

Plantes -- Développement

Arabidopsis

Mots clés libres

SIN (Septum Initiation Network)

Protéine G monomérique

Division asymétrique

Résumé

Chez S. Pombe, sortie de mitose et cytokinèse sont coordonnées par la voie de signalisation SIN (Septation Initiation Network) dont les éléments centraux possèdent des orthologues chez A. Thaliana. Durant cette thèse, j’ai réalisé une analyse fonctionnelle des protéines G AtSGP1/2, orthologues de spg1p. La modification de l’expression des protéines AtSGPs (mutant, RNAi, surexpresseur) affecte la fertilité. Des fusions AtSGP-GFP ont été construites pour analyser la localisation intracellulaire. Nous avons observé une localisation des protéines G selon un réseau ponctué cytoplasmique, aussi bien dans les cellules de tabac BY-2 que dans les cellules de l'épiderme racinaire. Des approches pharmacologiques et cytologiques ont été effectuées pour préciser la nature du marquage. Les protéines AtSGP1 et AtSGP2 possèdent une extension amino-terminale spécifique des plantes. Fusionnée à la GFP, cette extension permet la même localisation que celle obtenue avec la protéine entière. Le profil d’expression d'AtSGP1 et AtSGP2 a été déterminé au cours du développement. Nos résultats révèlent que les promoteurs AtSGPs sont activés, pour AtSGP1, dans les cellules du centre quiescent et les cellules de garde des stomates, et pour AtSGP2, dans les atrichoblastes, les trichomes et les grains de pollen. Ces différents types de cellules différenciées possèdent des caractéristiques communes. En effet, leur mise en place provient soit d’une division asymétrique, soit d’un signal positionnel. Les protéines AtSGPs ne fonctionnent pas, comme spg1p, pour coordonner sortie de mitose et cytokinèse. Elles joueraient plutôt un rôle dans l’acquisition et/ou le maintien de la spécification cellulaire.

The SIN (Septation Initiation Network) signalling pathway, from S. Pombe, ensures the proper coupling of mitotic exit to cytokinesis. In A. Thaliana, we previously identified and characterized signalling elements orthologues of the core SIN pathway elements. In the present work, the function of the monomeric G-proteins AtSGP1 and AtSGP2 was investigated. To achieve this goal, A. Thaliana plants in which AtSGP1 and AtSGP2 genes have been either disrupted, silenced or overexpressed, were generated and characterised. We found that variation in AtSGP gene expression decreased fertility. AtSGPs-GFP fusions were constructed to analyse the subcellular localization. We observed a punctuated fluorescent network in the cytoplasm both in BY-2 cells and root epidermal cells. Both pharmalogical and cytological approaches were used to characterise this network. The amino-terminal part of the AtSGPs, which is plant specific, was also fused to the GFP. The same subcellular localization was observed. AtSGP1 and AtSGP2 gene expression pattern was studied during plant development. Our data provide evidence that AtSGPs promoters are activated in specialized cell types: in the quiescent centre and stomata guard cells for AtSGP1, in atrichoblasts, trichomes and pollen grains for AtSGP2. These various cell types shared common features. AtSGPs expression is restricted either to cell types derived from an asymmetric cell division or to cells patterned through positional signalling. Our data demonstrate that the AtSGP proteins do not participate in the coupling of mitotic exit to cytokinesis, but rather are involved in cell type specification.