Identification of plant ferredoxin protein partners

Responsable scientifique : Jérémy Couturier (UMR 1136 – Interactions Arbres/Micro-organismes — IAM)

Collaboration :

C. Didierjean (Université de Lorraine, CRM2)
O. Keech (Umeå Plant Science Centre, Suède)
G. Wingsle (Umeå Plant Science Centre, Suède)
S. Lemaire et C. Marchand (Institu de Biologie Physico-Chimique, Paris)

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Contexte — Les ferrédoxines sont des protéines fer-soufre impliquées dans un carrefour métabolique. Dans les chloroplastes, elles fournissent les électrons à diverses voies métaboliques fondamentales comme la fixation du carbone, l’assimilation du soufre et de l’azote. Dans les mitochondries, elles participent à la maturation des protéines fer-soufre, et à la biosynthèse du coenzyme Q. Les ferrédoxines reconnaissent leurs partenaires au travers de la formation d’interactions électrostatiques. Dans le passé, cette propriété a été exploitée afin de réaliser des chromatographies d’affinité en utilisant ces protéines comme appât. Néanmoins, ces expériences n’ont pas bénéficié des récentes avancées permettant d’identifier des protéines présentes en très faible quantité par des techniques de protéomique. Les ferrédoxines ayant un rôle central dans beaucoup de processus liés à la physiologie et au développement des plantes, comprendre leurs fonctions est essentiel avant d’envisager de créer des plantes avec de meilleurs rendements et une tolérance au stress accrue.

Objectifs — Ce projet vise à identifier de nouvelles protéines partenaires de la ferrédoxine chloroplastique la plus abondante, mais également pour les deux isoformes mitochondriales pour lesquelles aucune étude n’a encore été réalisée.

Démarche — Nous proposons de combiner une approche de chromatographie d’affinité en utilisant la ferrédoxine comme appât à des technologies de protéomique beaucoup plus sensibles permettant d’identifier des protéines partenaires présentes en très faible quantité, encore inconnues. Les mécanismes moléculaires des interactions les plus intéressantes seront ensuite analysés par des approches complémentaires in vivo et in vitro.

Résultats et impacts attendus — Dans un contexte de changement climatique et de perturbations environnementales, ce projet devrait apporter des connaissances fondamentales sur des protéines qui sont à un carrefour métabolique des voies d’assimilation du carbone, du soufre et de l’azote. A plus long terme, ces résultats pourraient permettre d’améliorer la tolérance au stress et la productivité des plantes, élément clé pour la nutrition humaine.