IJPB-Contrôle spatial de la division cellulaire

Contrôle spatial de la division cellulaire

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Mots-clés : Arabidopsis thaliana - cytosquelette - développement - mutant - microtubule - anneau de préprophase

Ecole(s) doctorale(s) de rattachement : ED145 "Sciences du Végétal" Université Paris 11-Orsay

Contacts :

Institut Jean-Pierre Bourgin, UMR1318 INRA-AgroParisTech
Bâtiment 7
INRA Centre de Versailles-Grignon
Route de St-Cyr (RD10)
78026 Versailles Cedex France

tél : +33 (0)1 30 83 30 00 - fax : +33 (0)1 30 83 33 19

	Responsable David Bouchez Directeur de Recherche
	Magali Goussot Assistant-Ingénieur
	Estelle Schaefer Doctorant du 01/11/10 au 31/10/13
	Anciens membres de l'équipe

	Martine Pastuglia Chargé de Recherche
	Magalie Uyttewaal Chargé de Recherche
	Katia Belcram Assistant-Ingénieur

Résumé :

Chez les plantes supérieures, le cytosquelette cortical est le siège de réorganisations permanentes qui accompagnent, voire déterminent chacune des étapes de la division, de l'élongation, de la différenciation des cellules végétales (une division en images). Nous disposons de mutants affectés dans des composantes essentielles du cytosquelette, qui présentent un découplage spectaculaire entre division/élongation cellulaire et morphogenèse. Ils permettent d'aborder des questions essentielles comme le rôle du cytosquelette dans la division et l'élongation des cellules végétales, la fonction de l'anneau de préprophase, et plus généralement l'importance de ces composantes cellulaires dans la morphogenèse et l'organogenèse, ou l'acquisition de la multicellularité chez les végétaux. > Pour en savoir plus <

Nos objectifs visent à caractériser les constituants moléculaires impliqués dans la dynamique du cytosquelette cortical chez Arabidopsis thaliana, à déterminer les voies de régulation et les interactions moléculaires mises en jeu, et leur signification pour ce qui concerne la morphogenèse des plantes supérieures et son évolution.

Résultats marquants :

Nous avons isolé une classe de mutants d'Arabidopsis appelés "tonneau1" (ton1) et "fass", qui présentent de profondes altérations morphologiques. L'examen de ces mutants a révélé des défauts importants au niveau de la division et de l'élongation cellulaire. Les cellules mutantes sont en effet incapables de positionner correctement leur plans de division et d'effectuer une expansion polarisée. Ces mutants présentent un découplage spectaculaire entre division, élongation cellulaire et morphogenèse -les plantules mutantes étant toujours capables d'activité méristématique, ainsi que de différencier des organes et des types cellulaires.

Photo : à gauche une plantule sauvage à 7 jours après germination, à droite une plantule mutante.

Le défaut de base se situe au niveau du cytosquelette cortical, qui apparaît désorganisé dans les cellules mutantes, avec par exemple une absence totale de formation d'anneau de préprophase, structure qui, dans les cellules normales, marque de façon précise la position du plan de division au cours de la prophase, en tout début de division.
Photo : les flèches indiquent l'anneau de préprophase, vu en coupe ici, entourant le noyau qui apparaît ici en négatif ; les microtubules sont ici marqués en fluorescence grâce au gène MAP4-GFP.

Publications représentatives :

Spinner L, Gadeyne A, Belcram K, Goussot M, Moison M, Duroc Y, Eeckhout D, De Winne N, Schaefer E, Van De Slijke E, Persiau G, Witters E, Gevaert K, De Jaeger G, Bouchez D, Van Damme D and Pastuglia M (2013). A protein phosphatase 2A complex spatially controls plant cell division. Nature Comunications, in press

Drevensek S, Goussot M, Duroc Y, Christodoulidou A, Steyaert S, Schaefer E, Duvernois E, Grandjean O, Vantard M, Bouchez D and Pastuglia M (2012). The Arabidopsis TRM1-TON1 interaction reveals a recruitment network common to plant cortical microtubule arrays and eukaryotic centrosomes. Plant Cell 24: 178-191

Duroc, Y., Bouchez, D., and Pastuglia, M. (2011). The preprophase band and division site determination in land plants. In The Plant Cytoskeleton, B. Liu, ed (New York: Springer USA), pp. 145-186.

Spinner, L., Pastuglia, M., Belcram, K., Pegoraro, M., Goussot, M., Bouchez, D., and Schaefer, D.G. (2010). The function of TONNEAU1 in moss reveals ancient mechanisms of division plane specification and cell elongation in land plants. Development 137, 2733-2742.

Johannes, F., Porcher, E., Teixeira, F.K., Saliba-Colombani, V., Simon, M., Agier, N., Bulski, A., Albuisson, J., Heredia, F., Audigier, P., Bouchez, D., Dillmann, C., Guerche, P., Hospital, F., and Colot, V. (2009). Assessing the impact of transgenerational epigenetic variation on complex traits. PLoS Genet 5, e1000530.

Azimzadeh J, Nacry P, Christodoulidou A, Drevensek S, Camilleri C, Amiour N, Parcy F, Pastuglia M and Bouchez D (2008). Arabidopsis TONNEAU1 proteins are essential for preprophase band formation, share similarity with human centrosomal proteins and interact with centrin. Plant Cell, 20: 2146–2159 (pubmed)

Granier F, Bouchez D. (2007) Mutant Libraries: a High-throughput Arabidopsis Reverse Genetics System. Morot-Gaudry J.F, Lea P, Briat J.F. Title: Functional Plant Genomics. Science Publishers 143-164.

Johnson X, Bouchez D. (2007) The model species, Arabidopsis thaliana. Morot-Gaudry J.F, Lea P, Briat J.F. Functional Plant Genomics. Science Publishers 385-396.

Pastuglia M, Bouchez D (2007). Molecular encounters at microtubule ends in the plant cell cortex. Curr Op Plant Biol 10:1-7 (pubmed)

Pierre M, Traverso JA, Boisson B, Domenichini S, Bouchez D, Giglione C, Meinnel T (2007). N-myristoylation regulates the SnRK1 pathway in Arabidopsis. Plant Cell 19 :2804-2812 (pubmed)

Pastuglia M, Azimzadeh J, Goussot M, Camilleri C, Belcram K, Evrard JL, Schmit AC, Guerche P and Bouchez D (2006). Gamma-tubulin is essential for microtubule organization and development in Arabidopsis. Plant Cell 18 : 1412-1425 (pubmed)

Ostrowski MF, David J, Santoni S, McKhann H, Reboud X, Le Corre V, Camilleri C, Brunel D, Bouchez D, Faure B, Bataillon T (2006) Evidence for a large-scale population structure among accessions of Arabidopsis thaliana: possible causes and consequences for the distribution of linkage disequilibrium. Mol Ecol 15 :1507-1517 (pubmed)

Camilleri C, Azimzadeh J, Pastuglia M, Bellini C, Grandjean O and Bouchez D (2002). The Arabidopsis TONNEAU2 gene encodes a putative novel PP2A regulatory subunit essential for the control of cortical cytoskeleton. Plant Cell, 14 : 833-845. (pubmed)

Azimzadeh J, Traas J, Pastuglia M. (2001) Molecular aspects of microtubule dynamics in plants. Curr Opin Plant Biol. 4, 513-519. (pubmed)

Nacry P, Camilleri C, Courtial B, Caboche M, Bouchez D (1998) Major chromosomal rearrangements induced by T-DNA transformation in Arabidopsis. Genetics 149 : 641-650. (pubmed)

Thion L, Mazars C, Nacry P, Bouchez D, Moreau M, Ranjeva R, Thuleau P (1998). Plasma membrane depolarization-activated calcium channels, stimulated by microtubule-depolymerizing drugs in wild-type Arabidopsis thaliana protoplasts, display constitutively large activities and a longer half-life in ton2 mutant cells affected in the organizationof cortical microtubules. Plant Journal 13 : 603-610. (pubmed)

Traas J, Bellini C, Nacry P, Kronenberger J, Bouchez D, Caboche M (1995). Normal differentiation patterns in plants lacking microtubular preprophase bands. Nature 375 : 676-677.

Chapitres de livres :

Bouchez D, Bendahmane A, Lurin C, Sturbois B (2006). Nouvelles approches génétiques chez les plantes. Biofutur n°265 (avril 2006) 38-44
Lurin C, Renou JP, Bouchez D (2006). La génomique et les outils d'exploration fonctionnelle chez les plantes. Biofutur n°265 (avril 2006) : 45-49
Granier F, and Bouchez D (2004). Les collections de mutants et la génétique inverse. In : La génomique en biologie végétale. JF Briat & JF Morot-Gaudry, Eds. INRA Editions. pp 133-154.
Bouchez D (2004). L'espèce modèle Arabidopsis thaliana. In : La génomique en biologie végétale. JF Briat & JF Morot-Gaudry, Eds. INRA Editions. pp 289-301

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