GUN1, une protéine conservée au carrefour de la traduction, du stress et de la signalisation dans les chloroplastes

GUN1, a conserved protein at the crossroad of translation, stress and signaling in chloroplasts

• Auteur / Autrice : Juliette Braganti-Coral
• Direction : Etienne Delannoy
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences végétales
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IPS2 - Institut de Sciences des Plantes de Paris-Saclay
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : IPS2
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Faculté des sciences d'Orsay

Mots clés

Mots clés libres

Plaste

Transcriptome

Collisions ribosomales

Plastid

Transcriptome

Ribosomal collisions

Résumé

La photosynthèse dans les contextes dynamiques du développement et de l'environnement changeant nécessite une coordination parfaite de l'activité des génomes nucléaires et plastidiques qui codent les multiples composants de la machinerie photosynthétique. Cette coordination complexe repose sur de multiples voies de signalisation, dont la protéine GUN1, encodée dans le noyau et localisée dans le plaste, apparaît comme un participant essentiel et hautement conservé. Malgré une recherche très active, comprenant plus de 70 publications, la fonction moléculaire de GUN1 est restée insaisissable. D'un point de vue structurel, GUN1 appartient à la famille des protéines à répétitions pentatricopeptidiques, reconnues pour leur capacité de liaison à l'ARN en fonction de la séquence, et comporte un domaine supposé participer à la résolution des collisions entre ribosomes. Cependant, des découvertes moléculaires suggèrent une fonction dans le repliement des protéines alors que sa cible ARN n'a jamais été identifiée. Au cours de sa thèse, Marine Guilcher a identifié une cible et une fonction putatives de GUN1 par le biais d'analyses phylogénétiques. Cette fonction proposée a le potentiel de réconcilier les contradictions apparentes autour du rôle de GUN1, mais sa vérification attend une démonstration expérimentale. Dans ce projet, nous testerons le lien entre GUN1 et la collision des ribosomes en utilisant des antibiotiques induisant ces collisions et en comparant la sensibilité, les empreintes des ribosomes plastidiques et le transcriptome plastidique (en utilisant le séquençage Nanopore) des mutants gun1 par rapport au type sauvage. La fixation de GUN1 à sa cible sera testée in vitro. La maturation des ARNs du plaste dans diverses conditions de stress sera suivie par séquençage Nanopore.

Photosynthesis in the dynamic contexts of development and changing environment requires the perfect coordination of the activity of the nuclear and plastid genomes that encodes the multiple components of the photosynthetic machinery. This intricate coordination relies on multiple signaling pathways, with the nuclear-encoded plastid-localized protein GUN1 emerging as a pivotal and highly conserved participant. Despite extensive scrutiny, encompassing over 70 publications, the molecular function of GUN1 has proven elusive. Structurally, GUN1 belongs to the family of the pentatricopeptide repeats proteins recognized for their sequence-specific RNA-binding ability and features a domain putatively involved in resolving ribosome collisions. However molecular findings are suggesting a function in protein folding while its RNA target has never been identified. During her PhD, Marine Guilcher identified a putative target and function of GUN1 through phylogenetic analyses. This proposed function has the potential to reconcile the apparent contradictions surrounding GUN1's role, yet its verification awaits experimental demonstration. In this project, we will test the link between GUN1 and ribosome collision using antibiotics inducing these collisions and comparing the sensitivity, the plastid ribosome footprints and plastid transcriptome (using Nanopore sequencing) of the gun1 mutants compared to wild-type. The binding of GUN1 to its predicted RNA target will be tested using in vitro binding assays. The processing of plastid transcripts in various stress conditions will also be monitored using Nanopore.