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Actualités
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Exploiter la diversité génétique du maïs : de l’intérêt de la composition métabolique des feuilles durant le remplissage des grains

Largement cultivée de par le monde, le maïs est une céréale possédant de nombreux atouts agronomiques, parmi lesquels une forte capacité de production. Examinant l’existence d’un lien potentiel entre la physiologie des feuilles et la production de grains, des chercheurs de l'équipe "Gestion de l'azote et productivité végétale" (GAPV) du Pôle scientifique "Adaptation des Plantes à leur Environnement" (APE) de l'IJPB, Inra Versailles, du CNRS, des universités d’Angers et Paris-Sud, ont mis en évidence que différents marqueurs du métabolisme foliaire reflètent la diversité génétique du maïs. Ces travaux ouvrent la voie à une sélection de variétés à fort rendement en grains. Ils viennent d’être publiés dans la revue Plant Cell.

Première céréale cultivée dans le monde, le maïs, Zea mays L., représente plus de 40% de la production céréalière mondiale, soit un million de tonnes en 2015-2016 dévolues à l’alimentation animale et humaine et plus récemment aux marchés non alimentaires comme celui des biocarburants. Originaire d’Amérique du Sud où elle a été domestiquée il y a plus de 7 000 ans, cette plante a été introduite par la suite en Europe où son adaptation aux conditions climatiques tempérées a permis d’étendre sa culture à de nombreuses régions.

C’est donc un challenge à la fois agronomique et scientifique qui a conduit les chercheurs à s’intéresser aux facteurs clés impliqués dans des processus biologiques complexes comme l’élaboration du rendement et la production de biomasse chez le maïs.

Ils ont comparé les profils métaboliques et les activités enzymatiques des feuilles de 19 lignées de maïs génétiquement éloignées provenant d'Europe et d'Amérique, dans le but de déterminer s’il existe un lien entre la variabilité génétique de la plante et la physiologie de ses feuilles.

Profils métaboliques et activités enzymatiques varient selon le stade de développement et les caractéristiques génétiques de la plante
Les scientifiques ont ainsi mis en évidence que les profils métaboliques des feuilles de maïs varient de façon considérable selon le stade de développement de la plante et selon sa diversité génétique, en grande partie liée à son origine géographique.

Ils ont ainsi identifié quelque 155 métabolites, principalement des glucides (57 %) parmi lesquels le saccharose, des acides organiques (32 %) surtout représentés par l’aconitate et des acides aminés (9%), notamment l’alanine, auxquels s’ajoutent des molécules diverses - lipides, vitamines, métabolites secondaires et d’autres composés encore non identifiés.

La nature de certains de ces métabolites diffère selon la lignée étudiée. Leurs quantités relatives varient de manière très importante entre la phase de développement végétatif et celle correspondant au remplissage des grains, reflétant le passage d’une feuille qui accumule l’azote et le carbone nécessaires à la croissance de la plante, à une feuille qui exporte les métabolites carbonés et azotés vers le grain en formation.

Les chercheurs ont également montré que les activités de nombreuses enzymes impliquées dans le métabolisme de l’azote et du carbone ou dans la photosynthèse de type C41, varient selon le stade de développement et la lignée de la plante. Comme pour les métabolites, ces variations illustrent la transition qui s’opère au sein des feuilles, entre l’assimilation du carbone et de l’azote durant le stade de développement végétatif et la remobilisation des ressources lors du remplissage des grains.

Composition métabolique des feuilles et diversité génétique
Explorant le lien entre physiologie et diversité génétique des lignées, les chercheurs ont mis en évidence que, pendant la phase de remplissage du grain, la composition métabolique des feuilles semble être un marqueur fiable, qui permet de proposer une classification de ces même lignées en fonction de leurs caractéristiques génétiques.

Au cours de la même période, ils ont observé une corrélation significative entre la distance génétique des lignées et les activités des enzymes impliquées dans le métabolisme du carbone, notamment la glycolyse. Bien que de grandes différences aient été observées en matière de flux métaboliques au sein des feuilles, ces différences ne sont cependant pas liées à la variabilité génétique des lignées.

Vers une variété de maïs à fort potentiel de rendement
Des études de corrélation et des analyses de réseaux métaboliques ont permis aux scientifiques de proposer une variété de maïs adaptée à un environnement donné – on parle d’idéotype - possédant un fort potentiel de rendement en grain. Celui-ci se caractérise par une faible accumulation d'acides aminés libres et de glucides dans les feuilles et par une activité plus élevée des enzymes impliquées dans la photosynthèse de type C4 et dans la biosynthèse des acides aminés dérivés du glutamate.

A la faveur de l’identification conjointe des mécanismes physiologiques qui sous-tendent la variabilité génétique de plantes d’intérêt agronomique et de leur régulation, un certain nombre de marqueurs métaboliques et d’activités enzymatiques peuvent donc être potentiellement utilisés à des fins de sélection végétale.

Rafael A Cañas, Zhazira Yesbergenova-Cuny, Margaret Simons, Fabien Chardon, Patrick Armengaud, Isabelle Quilleré, Caroline Cukier, Yves Gibon, Anis M. Limami, Stéphane D Nicolas, Lénaïg Brulé, Peter J. Lea, Costas D. Maranas and Bertrand Hirel. Exploiting the Genetic Diversity of Maize using a Combined Metabolomic, Enzyme Activity Profiling, and Metabolic Modelling Approach to Link Leaf Physiology to Kernel Yield Advance Publication April 10, 2017, The Plant Cell April 10, 2017 (pubmed abstract) tpc.00613.2016 doi: http://dx.doi.org/10.1105/tpc.16.00613

Contacts scientifiques :
Bertrand Hirel (01 30 83 30 89)
Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra, AgroParisTech, ELR CNRS)

Contact(s) presse :
Inra service de presse (01 42 75 91 86)
Département associé :
Biologie et amélioration des plantes
Centre associé :
Versailles-Grignon

Plus d'info : conmmuniqué de presse INRA

13 juin 2017


Innovation dans le domaine de la bioeconomie européenne :
GRACE, un projet de 15 millions d'euros pour optimiser les chaines de valorisation du miscanthus et du chanvre


Le projet européen GRACE "GRowing Advanced industrial Crops on marginal lands for biorEfineries", inclus 22 partenaires dont l'INRA de Versailles avec 2 équipes de l'IJPB "Paroi primaire" PAR et "Biopolymères lignocellulosiques : des assemblages pariétaux aux synthons pour la chimie verte" APSYNTH du pôle scientifique "Paroi végétale fonction et usage" (PAVE). Il concerne la science, l'agriculture, l'industrie, de nouvelles variétés, la culture dans des lieux inhabituels, la chaine de valorisation de la biomasse et l'évaluation du cycle de vie ainsi que le transfert de savoirs.

Ce projet a été initié début juin 2017 pour une durée de 5 ans (jusqu'au 31/05/22). En particulier dans le cadre de ce projet, des variétés de miscanthus sont en cours de test pour la production de biomasse à l'IJPB, une des 21 localisations pour les essais en Europe.

Plus d'information :
Press release, Université d'Hohenheim, Allemagne

Contacts scientifiques :
Herman Höfte (01 30 83 36 93)
Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra, AgroParisTech, ELR CNRS)

 

 

13 juin 2017


Division cellulaire chez les plantes : l’anneau de préprophase stabilise le plan de division plus qu’il ne le détermine

L’orientation des divisions cellulaires joue un rôle important dans l’organisation spatiale des tissus de plantes. Une structure cellulaire particulière des cellules végétales, l'anneau de préprophase, est depuis sa découverte considérée comme l'acteur essentiel du positionnement du plan de division qui sépare les deux cellules filles. L'équipe IJPB de David Bouchez "Contrôle spatial de la division cellulaire" montre aujourd’hui que contre toute attente, cet anneau de préprophase intervient non pas dans le choix initial, mais plutôt dans la stabilisation du plan de division. Ces résultats sont publiés le 14 avril 2017 dans la revue Science.

L’organisation des divisions cellulaires dans le temps et dans l'espace est un élément majeur de la construction d’une plante. C’est, avec l’élongation cellulaire, le seul moteur de l’organisation tridimensionnelle des tissus végétaux car les cellules de plantes, liées les unes aux autres par une paroi rigide composée de cellulose, sont incapables de toute motilité au sein du tissu.

S'intéressant aux mécanismes moléculaires qui régissent l’organisation spatiale des divisions dans les cellules des plantes terrestres, des chercheurs de l’Inra se sont plus particulièrement focalisés sur la formation de l’anneau de préprophase (ou PPB). Structure cellulaire propre aux cellules végétales, il est considéré comme déterminant dans le choix du site de division au cours de la mitose, même si son rôle exact n’est pas totalement élucidé.

L’anneau de préprophase, un rôle stabilisateur…
Combinant des approches de génétique, de biochimie et de microscopie, les scientifiques ont d’abord obtenu, chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, des mutants incapables de former l’anneau de préprophase avant la division cellulaire, sans autre conséquence sur le fonctionnement de la cellule. Très spécifiques, ces mutants leur ont permis d'étudier les effets de la perte de cette structure.
De façon inattendue, les chercheurs ont mis en évidence que, dans les cellules mutantes, la perte du PPB n’entraîne pas de bouleversements majeurs mais se traduit seulement par une orientation moins précise, plus variable des divisions cellulaires. Plus encore, chez ces mêmes mutants, la cellule reste capable de mettre en place un site de division à sa périphérie malgré l'absence de formation du PPB.

Autant de résultats qui suggèrent que le PBB a un rôle de stabilisateur et non de déterminant majeur dans l’orientation des divisions cellulaires chez les plantes terrestres.

... des rotations du fuseau mitotique

Le rôle de l’anneau de préprophase dans la stabilisation de l’orientation des divisions cellulaires serait lié à sa capacité à limiter les rotations du fuseau mitotique, un autre réseau de microtubules. Commun à tous les eucaryotes, le fuseau mitotique intervient dans la séparation des chromosomes pendant la division.

Renversant un dogme établi quasiment dès la découverte du PBB il y a cinquante ans, les chercheurs de l’équipe posent de nouvelles bases en ce qui concerne le contrôle spatial de la division des cellules végétales, et sa contribution au développement des plantes. Plus encore, leurs résultats donnent à penser que le facteur déterminant pour l’orientation des divisions cellulaires interviendrait en amont de l’établissement de l’anneau de préprophase, une hypothèse qu’ils vont maintenant s’employer à explorer à la faveur des outils génétiques qu’ils ont à disposition.

Estelle Schaefer, Katia Belcram, Magalie Uyttewaal, Yann Duroc, Magali Goussot, David Legland, Elise Laruelle, Marie-Ludivine de Tauzia-Moreau, Martine Pastuglia, David Bouchez, The preprophase band of microtubules controls the robustness of division orientation in plants. Science 14 Apr 2017: Vol. 356, Issue 6334, pp. 186-189 (PubMed Abstract)
DOI: 10.1126/science.aal3016

Contacts scientifiques :
David Bouchez (01 30 83 36 93)
Martine Pastuglia (01 30 83 33 94)
Institut Jean-Pierre Bourgin (Inra, AgroParisTech, ELR CNRS)

Contact(s) presse :
Inra service de presse (01 42 75 91 86)
Département(s) associé(s) :
Biologie et amélioration des plantes
Centre(s) associé(s) :
Versailles-Grignon

Plus d'info : conmmuniqué de presse INRA

20 avril 2017



Evènements
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Symposium IJPB 2018

19-20 mars 2018, INRA, Versailles, France

Date limite d'inscription 28 février 2018

L’Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB) couvre un champ d'activité qui s'étend de travaux fondamentaux sur le développement, la génétique et la physiologie des plantes jusqu'à la recherche finalisée pour l’utilisation alimentaire et non-alimentaire des produits végétaux, dans le cadre d’une agriculture durable. contacts

Les 19 et 20 Mars 2018, se tiendra le premier symposium de l'IJPB à l'amphithéatre de l'INRA de Versailles, couvrant une partie des champs de recherche de l'unité, accompagné de séminaires de 5 invités prestigieux :
Thomas Greb (Heidelberg University, Germany)
Claudia Köhler (Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, Sweden)
Gwyneth Ingram (ENS Lyon, France)
Yves Van de Peer (Ghent University, Belgium)
Jonathan Jones (Sainsbury Laboratory, Norwich, United Kingdom)


Anne Krapp et Olivier Loudet


Programme et affiche

Comité scientifique : Nicolas Bouché, Jasmine Burguet, Sylvie Dinant, Jean-Denis Faure, Martine Gonneau, Herman Höfte, Anne Krapp, Patrick Laufs, Loïc Lepiniec, Olivier Loudet, Céline Masclaux-Daubresse, Raphaël Mercier, Christian Meyer, Helen North et Jean-Christophe Palauqui

Comité local d’organisation : Corine Enard (Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), Versailles), Maria-Jesus Lacruz (IJPB, Versailles), Philippe Poré (INRA, Versailles) et Stéphane Raude (IJPB, Versailles)

Contact et plus d'info : site Symposium IJPB 2018



21 novembre 2017


Fête de la science : découverte du monde de la recherche avec de nombreux ateliers




Des scientifiques de l'Institut Jean-Pierre bourgin s'investissent pour faire découvrir la recheche et les expériences de laboratoire du 10 au 15 octobre dans divers lieux en Île-de-France aux scolaires ou au grand public. Des ateliers se déroulent au Château de Versailles (programme), aux villages des sciences de Paris-Saclay à Gif-sur-Yvette (dans le cadre du LabEx Sciences des Plantes de Saclay, (91), programme) et à St Quentin-en-Yvelines (78) (programme). Plusieurs de ces ateliers concernent le thème de la chromatographie avec Chromato...graphique. Les ateliers aussi divers que : Des feuilles en pleine forme ! Oui, mais pourquoi ?, La plante sous toutes les coutures : un travail d’orfèvre et Biodiversité : la « souris verte » du laboratoire a de la ressource ! seront égalements présents.

13 octobre 2017


Françoise Budar, prix de de la fondation Limagrain

Françoise Budar, généticienne moléculaire, Directrice de recherche INRA, responsable de l'équipe "Organites et Reproduction" du pôle "Reproduction et graines" a reçu le Prix de la Fondation Limagrain au cours de la séance solennelle du 28 septembre 2017 à l’Académie d’Agriculture de France. Ce prix annuel récompense des recherches réalisées en amélioration des plantes. Il distingue sa trajectoire scientifique exemplaire alliant recherche fondamentale et application, ainsi que son expertise au service de l’amélioration des plantes et de la production végétale. Elle a conduit la caractérisation moléculaire du système de stérilité mâle cytoplasmique (Ogu-Inra), qui a permis le développement de variétés hybrides performantes de colza et de chou. Elle a récemment élargi ses recherches à d’autres aspects des interactions noyau-cytoplasme, prometteurs pour l’amélioration des plantes.

Ses Travaux, incarnant un des temps forts du "groupe colza", ont déjà été récompensés en 2015 par le Laurier INRA d'impact de la recherche décerné à ce groupe de chercheurs. Pour en savoir plus

octobre 2017


 

Stéphane Travert et Nicolas Hulot visitent l'IJPB lors de leur venue sur le site de l'INRA de Versailles


Lors de leur visite du site de l'INRA de Versailles, le ministre de l'Agriculture et de l'Alimentation Stéphane Travert et le ministre de la Transition écologique et solidaire Nicolas Hulot, accompagnés de Philippe Mauguin PDG de l'INRA, ont notamment visité l'Observatoire du végétal avec son Phenoscope et suivi une conférence concernant la présentation du Programme d'Investissement d'Avenir "Biomass for the Future" (BFF) par Herman Höfte, coordinateur de ce projet et responsable du pôle scientifique IJPB "Paroi végétale, fonction et usage" (PAVE).

Olivier Loudet, Directeur scientifique de IJPB et responsable de l'équipe "Variabilité et tolérance aux stress abiotiques" (VAST) du pôle "Adaptation des plantes à leur environnement" (APE) en compagnie d'Anne Krapp, Directrice de l'IJPB, a présenté le Phenoscope (plateforme de phénotypage) et les projets de recherche menés faisant usage de cette plateforme. Le phenoscope est composé de 4 robots qui accueillent plus de 700 plantes chacun. Il permet d'analyser, comprendre et optimiser la réponse des plantes à des contraintes multiples (sécheresse, teneur en azote…), notamment avec le changement climatique.

Les ministres ont ensuite assisté à la présentation du projet lauréat du Programme d'Investissements d'Avenir « Biomass for the Future ». Ce projet vise à développer de nouvelles variétés et des systèmes de culture de production de biomasse de faible impact environnemental (miscanthus, sorgho). Dans le cadre du développement de la bioéconomie, la disponibilité de la biomasse pour la production d’énergie, de molécule issues de la chimie verte et de matériaux sans venir en compétition avec les cultures alimentaires est un enjeu majeur de cette priorité nationale.

Plus d'info :
Phénotypage haut débit chez Arabidopsis thaliana, site de l'Observatoire du Végétal
site Internet du projet BFF
Article INRA : Agriculture et environnement : indissociables pour changer de modèle

10 juillet 2017


La journée Fascination of Plants Day 2017

La biologie végétale expliquée aux lycéens...

A l'occasion de cette journée, jeudi 18 mai 2017, l'Institut Jean-Pierre Bourgin accueille des lycéens pour leur faire découvrir la biologie des plantes. Elle est organisée par le Laboratoire d'Excellence Sciences des Plantes de Saclay (LabEx SPS).

Programme

Plus d'info :
conmmuniqué de presse INRA

site Internet Fascination of Plant Day 2017



11 mai 2017


Colloque "3èmes Journées du Réseau France Microtubules"
French Microtubule Network

3 et 4 juillet 2017, INRA, Versailles

Date limite d'inscription 20 mai 2017

Les microtubules sont présents dans toutes les cellules eucaryotes -depuis les champignons et les plantes jusqu'aux mammifères et à l'homme- et y jouent un rôle crucial aussi bien au cours de la mitose que dans les cellules en interphase. Leur dysfonctionnement aboutit à des processus de cancérisation et des neuropathologies chez les animaux, et à une perturbation de l’architecture et de la reproduction des plantes. L'universalité des mécanismes mis en jeu dans le contrôle de l’organisation et la dynamique des microtubules explique l'intérêt de confronter les connaissances obtenues par des travaux réalisés sur une grande variété de modèles, dans des situations variées, physiologiques, pathologiques ou thérapeutiques. C’est pourquoi a été créé en 2013 le « Réseau France Microtubules » qui rassemble toutes les équipes et laboratoires français s’intéressant aux microtubules et qui organise un colloque les années impaires fonctionnant en alternance avec le congrès international de l'EMBO consacré à la recherche sur les microtubules.
Les éditions précédentes de ce colloque ont eu lieu à Marseille en 2013 et à Grenoble en 2015 en réunissant des chercheurs, post-docs et étudiants de plus de 34 laboratoires. Les 3èmes journées du Réseau France-Microtubules se tiendront à Versailles les 3 et 4 juillet 2017.


Comité local d’organisation : Katia Belcram (Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB), Versailles), Frédéric Coquelle (Institut Curie, Université Paris-Sud), Corine Enard (IJPB, Versailles), Benoit Gigant (I2BC, Gif-sur-Yvette), Maria-Jesus Lacruz (IJPB, Versailles), Christophe Leclainche (I2BC, Gif-sur-Yvette), Anne Nehlig (Institut Gustave Roussy, Villejuif), Martine Pastuglia (IJPB, Versailles), Philippe Porée (INRA, Versailles), Magalie Uyttewaal (IJPB, Versailles)

Comité scientifique : David Bouchez (IJPB, Versailles), Denis Chrétien (Institut de Génétique et Développement de Rennes, Rennes), Anne Fourest-Lieuvin (Grenoble Institut des Neurosciences, Grenoble), Stéphane Honoré (Centre de Recherche en Oncobiologie et Oncopharmacologie, Marseille), Andreas Merdes (Centre de Biologie Intégrative, Toulouse), Christian Poüs (Faculté de Pharmacie, Chatenay-Malabry)

Contact et plus d'info : site 3èmes Journées du Réseau France Microtubules





11 mai 2017


Colloque " Plant Epigenetics"

22 - 23 Juin, 2017 - Gif-sur-Yvette, France


L'objectif de ce colloque est de créer un évènement scientifique à la pointe de la recherche fondamentale dans le domaine de l'épigénétique chez les plantes.

Il réunira autour de 120 participants dans une atmosphère informelle facilitant les échanges scientifiques. Un programme de premier ordre vous est proposé avec une inscription modique pour donner l'opportunité en particuliers aux jeunes chercheurs, de participer et de présenter leur travail.

Programme (fichier .pdf)

Le comité scientifique organisateur :

Nicolas Bouché (IJPB), Martin Crespi, Moussa Benhamed, Abdel Bendahmane, Clémentine Vitte, Fredy Barneche, Vincent Colot, Jean Molinier

Pour plus d'information, merci de contacter et de visiter le site Plant Epigenetics Meeting



11 mai 2017


Colloque " Bilateral Closure Symposium of GDRI Integrative Plant Biology Network"

23-25 octobre, 2017 - Lyon, France

Il s'agit du congrès de clôture du GDRI 'Plant Integrative Biology'. Ce réseau, qui regroupe des laboratoires français et japonais travaillant sur le végétal, a organisé et financé des actions bilatérales de 2014 à 2017.

Programme (fichier .pdf)

Le comité scientifique :
Thierry GAUDE (ENS de Lyon), Gwyneth INGRAM (ENS de Lyon, France), Loïc LEPINIEC (IJPB, INRA, Versailles), Annie MARION-POLL (IJPB, INRA, Versailles), Laurent NUSSAUME (BIAM, CEA, Cadarache), Akira SUZUKI (IJPB, INRA, Versailles), Mitsunori SEO (RIKEN, Yokohama, Japan), Hidehiro FUKAKI (Kobe University, Kobe, Japan), Kohki YOSHIMOTO (Meiji University, Kawasaki, Japan), Kimitsune ISHIZAKI (Kobe University, Kobe, Japan)

Pour plus d'information, merci de visiter le site GDRI-IPB

29 juin 2017




Séminaires
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Lundi 16 janvier 2017

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14h00
Séminaire Invité

Dr. Grégory VERT
(Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), Department of Cell Biology, CNRS, Gif/Yvette)
Zooming in and out on ubiquitin-dependent regulatory mechanisms

As sessile organisms, plants are fixed to a specific location. They have therefore evolved sophisticated strategies to constantly monitor and respond to ever changing environmental conditions by adjusting their growth and development. My lab has long been studying the regulatory mechanisms allowing plants to fine tune and integrate signaling pathways to create robust responses to both endogenous and exogenous cues. Ubiquitin-dependent processes play a paramount role in the control of basic cellular processes and in the regulation of signaling pathways. Except for lysine-48-linked polyubiquitin chains, which mediate proteasome-dependent degradation, our knowledge about all other types of post-translational modifications involving ubiquitin is still scarce. Over the past few years, my lab has been deconstructing the networks and role(s) of the second most abundant and yet poorly-characterized ubiquitin form using plants as model. We have initiated the identification of the machinery driving the formation of lysine-63 polyubiquitin chains, and have characterized the prominent role of K63 polyubiquitination in the dynamics of plant cell-surface proteins and its contribution to growth and development in the context of a fluctuating environment.

Grégory VERT : Signalisation Cellulaire et Ubiquitination chez les Plantes : http://www.i2bc.paris-saclay.fr/spip.php?article129&lang=fr

Invité par Alia Dellagi

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Vendredi 20 janvier 2017

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9h30
Bibliothèque physio-phyto Bât. 2

Séminaire visiteur

Dr. Stéphane NICOLAS
(Génétique Quantitative et Évolution
Le Moulon, INRA, Université Paris-Sud, CNRS, AgroParisTech, Gif/Yvette)
Deciphering the genetics of complex traits and diversity using high-troughput genotyping approaches in maize: New prospects for old challenges

Invité par Sylvie Coursol

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Lundi 30 janvier 2017

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14h00
Séminaire Invité

Dr. Marie-Laure MARTIN-MAGNIETTE
(Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), CNRS, INRA, Universités Paris-Sud, Evry, Paris-Diderot, Sorbonne Paris-Cite, Paris-Saclay, Orsay,
Mathématiques et Informatique Appliquée (MIA-Paris), AgroParisTech, INRA, Université Paris-Saclay)

From gene expression modeling to gene network to investigate Arabidopsis thaliana stress response

Transcriptome data allow investigating the gene behaviors and co-expression studies have rapidly been considered as a way to identify sets of candidate gene modules. Generally co-expression is established by analyzing correlations between all gene pairs in multiple microarray experiments collected from public repositories. Such approaches may suffer from both heterogeneity of data and the choice of the clustering method, usually based on gene pairs.
Tackling these limitations, we propose an analysis based on a large and homogeneous set of transcriptome data extracted from CATdb: 387 stress conditions organized into 9 biotic and 9 abiotic stress categories. Instead of correlation analysis, a model-based clustering was applied to identify clusters of co-expressed genes per stress category. Various resources were then analyzed and integrated to characterize functions associated with genes in these clusters. Protein–protein interactions and transcription factors-targets interactions were exploited to display gene networks. All the results are stored and managed in GEM2Net, a new module of CATdb (Zaag et al., 2015). We are currently using this resource to identify a coregulation network and possible determinants of expression regulation. We are also proposing a high-throughput functional annotation of Arabidopsis thaliana. During my talk, I will present these different projects.

ML Martin-Magniette Team : http://www.ips2.u-psud.fr/spip.php?rubrique69&lang=en

Invitée par Catherine Rameau

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Jeudi 23 mars 2017

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14h00
Grande salle de réunion Bât.7
Séminaire Visiteur IJPB

Dr. Mireille BETERMIER
(Réarrangements programmés du génome, Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), CNRS, Gif/Yvette)

Developmentally programmed dynamics of the somatic genome in the ciliate Paramecium

Invitée par Mathilde Grelon

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Vendredi 12 mai 2017
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11h00
Séminaire visiteur
Pr. Dominique LOQUÉ
(Microbiology, Adaptation and Pathogenesis, Université Lyon 1, Univ. of California, USA)
Development of Novel Approaches to Optimize Energy Crop

Development of highly performant energy-crops is needed to provide sustainable and large resources of biomass to feed our biorefineries and to support cost-effective conversion of the biomass into biofuels and bio-products. Plant biomass is mainly composed of polymers made of fermentable sugars (cellulose and hemicellulose) that are embedded in a robust aromatic polymer called lignin. Recalcitrant to degradation, lignin inhibits efficient extraction and hydrolysis of cell wall polysaccharides and prevents low-cost lignocellulosic-biofuel production. Unfortunately, content and composition of these polymers cannot be drastically manipulated to the same extend in all tissues without causing deleterious consequences on plant productivity. Therefore, technologies allowing precise manipulation of content and composition of various components of plant cell walls should be developed to facilitate the production of cheap and large quantities of fermentable sugars without compromising plant growth. Moreover, engineering plants with complex metabolic pathways or multiple traits is often inhibited by the number of genes that are required to reach the final product. This presentation will highlight our progress in crop engineering. In addition to biomass trait engineering strategies, it will include tools such as in vitro and in vivo DNA assembly methods to stack multiple gene cassettes, promoter libraries developed to support tissue specific expression, and approaches used to support expression strength and precision of one and multiple genes in plants. We are convinced that the development of these tools and approaches will offer new directions to support basic science and the optimization of agronomical and energy traits. They will also provide support to scientists and engineers who are looking at stacking and controlling multiple genes and interested in manipulating endogenous metabolic pathways.

Invité par Herman Höfte

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Lundi 22 mai 2017
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14h00
Séminaire visiteur
Dr. Christian VOIGT
(Department of Animal and Plant Sciences, University of Sheffield, GB)
Improving plant resistance to fungal pathogens by callose modification


Invité par Samantha Vernhettes

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Mardi 23 mai 2017
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11h00
Séminaire invité
Dr. Johnathan NAPIER
(Rothamsted Research, Harpenden, GB)
Metabolic engineering of the omega-3 long chain polyunsaturated fatty acid pathway
in transgenic Camelina saliva -making fish oils in plants

We have been evaluating the possibility of producing omega-3 LC-PUFAs in different transgenic hosts, to provide a sustainable source of these important nutrients. Attempts to metabolically engineer plants with the primary algal biosynthetic pathway for LC-PUFAs has been successfully carried out in a range of species, allowing insights into factors constraining the accumulation of these fatty acids in non-native hosts. The use of lipidomics has allowed us to identify further metabolic bottlenecks in the transgenic pathway, ultimately leading to the breakthrough production of a transgenic oilseed crop which contains up to 30% omega-3 LC-PUFAs in its seed oil. This omega-3 trait represents probably the most complex plant metabolic engineering to undergo field-trialing to date, and as such, has implications for applied synthetic biology in agriculture. Recently, we have evaluated the use of glasshouse-grown GM Camelina seed oil as a replacement for fish oil in aquafeed diets, observing effective substitution in feeds for salmon and sea bream. These data further confirm the potential of these novel oils and their potential role in human nutrition, direct or otherwise


Johnathan Napier web page : http://www.rothamsted.ac.uk/people/napier



Invité par Herman Höfte

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Lundi 12 juin 2017
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14h00
Séminaire visiteur
Dr. Emmanuelle SCHMITT
(Laboratoire de biochimie, Démarrage de la traduction,
CNRS, Ecole polytechnique, Palaiseau)
Structural and functional studies of the translation initiation factor e/alF2


Eukaryotic and archaeal translation initiation complexes have in common a functional core containing mRNA, the ternary initiation complex (e/aIF2, GTP, Met-tRNAiMet), e/aIF1 and e/aIF1A bound to the small ribosomal subunit. In eukaryotes, the functional core is made more complicated by many additional factors, most of them being involved in a long-range scanning of mRNA, necessary to decipher the initiation codon. In archaea, long-range scanning does not occur thanks to the occurrence of Shine-Dalgarno sequences or of very short 5’ untranslated regions on mRNA. Concomitantly, archaeal translation initiation only requires the core complex. Within the core complex, e/aIF2, in its GTP-bound form, is responsible for selecting the methionylated initiator tRNA and bringing it to the small ribosomal subunit. The establishment of the connection between the start codon on the mRNA and the anticodon of the initiator tRNA is also coupled to the release of one molecule of phosphate resulting from the hydrolysis of GTP bound to eIF2. The function of the e/aIF2 protein in eukaryotes and archaea is therefore crucial for translation initiation. We have been studying factor e/aIF2 for the last few years. In particular, using eukaryotic or archaeal versions of this factor, many data have been accumulated to help understand how it operates. Finally, using purified versions of the archaeal translation initiation complexes, we recently solved the structure of two stages of archaeal translation initiation by Cryo-EM. The two snapshots highlight a new network of interactions crucial for translation initiation in archaea. According to the conservation of the core complex in eukaryotes, this network of interactions is also anticipated to be relevant for the eukaryotic translation initiation process.


Invitée par Thierry Chardot
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Report à une date ultérieure
Vendredi 23 juin 2017

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14h00
Grande salle Bat 7

Séminaire visiteur
Pr. Meike BUROW
(Plant and Environmental Sciences, University of Copenhagen, Danmark)

Feedback regulation of metabolism and development by glucosinolate defense compounds


Glucosinolates are well known as direct mediators of biotic and abiotic stress responses and more recent work revealed that they feedback-regulate their own biosynthetic pathway in a structure-specific manner.
To identify the mechanisms that allow the plant to specifically sense glucosinolate structures, we conducted a survey of transcriptomic responses to the application of exogenous glucosinolates.
AOP2 and AOP3 feedback regulate their own pathway and link to jasmonate signaling, primary nitrogen metabolism, the circadian clock, and the onset of flowering. Thus, glucosinolates have the capacity to provide regulatory input to their own and other regulatory networks. As the effect on flowering time is dependent on the genetic background, natural variation in this cross-talk between defense chemistry and development might reflect an adaptation to survival in different environments.


Invitée par Christian Meyer
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Lundi 26 juin 2017
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14h00
Séminaire visiteur
Dr. Akira IWASE
(Epigénomique et épigénétique chez la plante Arabidopsis, IBENS, ENS Paris
RIKEN CSRS, Japon)

Stress-induced plant cell reprogramming: Accelerators and brakes for regeneration


Many plant species display remarkable regeneration ability upon severe environmental stresses, especially wounding 1. Plants often repair the wounded sites via the formation of unorganized cell mass called callus and regenerate new organs from callus cells. This potential is exerted only when plants encounter stresses, therefore plant cells must possess two mechanisms; one is to promote callus induction and tissue regeneration at wound site, another is to prevent unscheduled regeneration in normal development. However, molecular mechanisms on the two mechanisms are still elusive. We previously identified an AP2/ERF transcription factor WOUND INDUCED DEDIFFERENTIATION 1 (WIND1), and its close homologues WIND2, WIND3 and WIND4 are the central regulators of wound-induced cellular reprogramming in plants2. All of the WIND genes are strongly activated by wounding, and overexpression of each of WIND genes is sufficient to produce callus in wild-type plants. Interestingly, we often observe regeneration phenomena from WIND1-indiced callus, and have recently discovered another AP2/ERF transcription factor ENHANCER OF SHOOT REGENERATION1 is one of direct targets of WIND1 to promote callus formation as well as shoot regeneration at wound site3. We have also recently uncovered that some of the WIND genes need to be epigenetically silenced to maintain the differentiated status of mature plant cells4. In this talk, I will discuss how wound stress promotes cellular reprogramming leading to regeneration, and how mature plant cells repress unscheduled dedifferentiation.


Invité par Marco Da Costa & Philippe Rech
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Mercredi 28 juin 2017
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14h00
Grande salle Bât. 7
Séminaire visiteur
Pr. Bernard CARROLL
(School of Chemistry and Molecular Biosciences, The University of Queensland, Brisbane, Australie)

Systemic RNA silencing in plants


Post-transcriptional gene silencing (PTGS) is graft-transmissible and involves abundant 21 nt siRNAs and low abundance 22 nt siRNAs produced by DCL4 and DCL2, respectively. We developed a reporter line expressing double-stranded RNA (dsRNAs) specifically in the root tip, which then required RNA-dependent RNA polymerase 6 (RDR6) for PTGS to spread from the root tip to throughout the plant. This reporter line was used in a genetic screen to identify mutants impaired in systemic PTGS. As expected, the screen identified new alleles of rdr6 and other genes known to be required for RDR6-dependent PTGS. Surprisingly, however, we also recovered dcl2 but not dcl4 mutants. Thus, even though DCL4 outcompetes DCL2 for siRNA biogenesis in wild-type plants, DCL2 is crucial for systemic RDR6-dependent PTGS. Other genes required for systemic PTGS will also be discussed. Finally, the potential of topical application of double-stranded RNA for inducing systemic RNA silencing in plants will also be discussed.


Invité par Hervé Vaucheret
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Vendredi 1er septembre 2017
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9h30
Bibliothèque physio-phyto Bât.2
Séminaire visiteur
Pr. Shaul YALOVSKI
(Tel Aviv University, Israël)
Intersection of ROP and Ca2+ signaling during root growth and development

Invité par Herman Höfte
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Lundi 11 septembre 2017
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14h00
Séminaire Focus
Dr. Christian MEYER
(équipe "Signalisation, Transport et Utilisation de l’Azote")
The plant Target of Rapamycin kinase: a central translaTOR of environmental information

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Vendredi 29 septembre 2017
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9h30
Bibliothèque physio-phyto Bât. 2
Séminaire visiteur
Dr. Nadine PARIS
(Equipe "KaliPHruit", Biochimie et physiologie moléculaire des plantes, SupAgro, Montpellier)

New fluorescent ratiometric pH sensors to study proton homeostasis in living plants

Invitée par Herman Höfte
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Mardi 3 octobre 2017
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11h00
Séminaire visiteur
Dr. Jean-Luc GALLOIS et Anna BASTET
(Résistance aux Virus, Génétique et d’Amélioration des Fruits et Légumes (GAFL), INRA, Avignon)

Résistances aux virus médiées par eIF4E : de la variabilité naturelle aux allèles synthétiques

eIF4E translation initiation factors have emerged as major susceptibility factors for RNA viruses. Natural eIF4E-based resistance alleles are found in many species and are mostly variants that maintain the translation function of the protein. eIF4E genes represent major targets for engineering viral resistance, and gene-editing technologies can be used to make up for the lack of natural resistance alleles in some crops, often by knocking out eIF4E susceptibility factors. However, we report here how redundancy among eIF4E genes can restrict the efficient use of knockout alleles in breeding. We therefore discuss how gene-editing technologies can be used to design de novo functional alleles, using knowledge about the natural evolution of eIF4E genes in different species, to drive resistance to viruses without affecting plant physiology.

Invités par Fabien Nogué
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Lundi 9 octobre 2017
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14h00

Séminaire visiteur
Pr. Luis VIDALI
(Biology & Biotechnology Dtp, Worcester Polytechnic Institut, Massachusetts, US)
The moss Physcomitrella patens as a model system to investigate polarized cell growth

Invité par Fabien Nogué
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Jeudi 19 octobre 2017
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14h00
Séminaire visiteur
Dr. Sebastian MARQUARDT
(Non-Coding Transcription, Copenhagen Plant Science Centre, University of Copenhagen, Danemark)

Rules and Roles of non-coding Transcription

RNA Polymerase II (Pol II) transcription occurs mainly outside of genes, which is referred to as “pervasive transcription”. This raises the question: does pervasive transcription serve a purpose? My lab studies the roles of pervasive transcription near genes in yeast and plants. Long non-coding RNA (lncRNA) molecules can serve important functions in cells, for example by recruiting chromatin modifying enzymes to target loci. However, lncRNA often lack sequence conservation and accumulate to low levels as they are targeted for degradation by nuclear RNA decay pathways. These considerations pose a challenging question to the field: how could lncRNA that are not conserved on sequence level nevertheless elicit equivalent functions? My lab addresses this question by focusing on gene regulation through the process of transcribing lncRNA in the vicinity of genes. Proper execution of gene expression by Pol II relies on a “positional information” system across genes. As lncRNA and mRNA Pol II transcripts use similar molecular hallmarks to inform the positional information system, lncRNA transcription near genes can confuse this system to affect gene expression. I will present our latest findings addressing gene regulation through the act of non-coding Pol II transcription in yeast and plants.


Invité par Grégory Mouille
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Mardi 31 octobre 2017
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11h00
Bibliothèque physio-phyto Bât. 2
Séminaire visiteur
Dr. Pradeep DAS
(Biophysique et développement,
Reproduction et Developpement des Plantes, ENS, Lyon)

Patterning and morphogenesis during early flower development

The mechanisms that drive growth, development and morphogenesis in plants and animals have been an important area of investigation for decades. It is clear that the emergence of stereotypical positions, shapes and sizes of tissues or organs requires the coordinated regulation of very specific growth patterns across space and time during development. Much of this coordination occurs via signalling cues provided by growth regulators (morphogens, growth factors etc.). In this context, our group seeks to gain a clearer understanding of how flower development in the model plant Arabisopsis thaliana, is governed by the underlying molecular, genetic and physical events. While much is known about the genetics of flower development, much less is known about its mechanical aspects, and about how growth manifests at a physical level. The most obvious way to measure and describe growth is at the cellular level, and to this end, we have developed an experimental method to computationally track the growth of Arabidopsis flowers at cell resolution and in four dimensions. We use this resource to address different aspects of patterning and morphogenesis in the flower. I will present two such projects below. The first aims to explore the molecular mechanisms necessary for the establishment of very specific spatio-temporal floral gene expression patterns. The second project revolves around the increased mechanical rigidity that we have recently observed in stem cells at the shoot apex; I will outline our efforts to understand the role of this increased stiffness on plant morphogenesis.


Invité par : Léo Serra et Patrick Laufs
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Lundi 6 novembre 2017
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14h00
Bibliothèque physio-phyto Bât. 2
Séminaire visiteur
Dr. Jason W. REED
(The University of North Carolina at Chapel Hill, USA)

Auxin regulation of elongation in seedlings and flowers


Invité par Herman Höfte

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Jeudi 9 novembre 2017
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11h00
Séminaire invité
Pr. Alexis MAIZEL
(Centre for Organismal Studies, University of Heidelberg, Allemagne)


Lateral root morphogenesis in Arabidopsis thaliana

Plants form new organs with patterned tissue organization throughout their lifespan. As plants cells are encaged in a rigid cell wall cell migration is impossible. In consequence, plants rely on oriented cell divisions and anisotropic growth to shape their organs and precisely organise their tissues.
Lateral roots are formed postembryonically and determine the final shape of the root system, a determinant of the plants ability to uptake nutrients and water. Lateral root formation commences when founders cells located in the pericycle divide and create a dome-shaped lateral root primordium (LRP), which has to cross three overlying tissues to emerge at the surface of the parent root: the adjacent endodermis, the cortex and the outermost layer, the epidermis. In a previous work [1], we combined modelling with empirical observations using light sheet microscopy of whole organ development to identify the principles governing lateral root formation in Arabidopsis. Lateral roots derive from a small pool of founder cells, in which some take a dominant role as seen by lineage tracing. The first division of the founders is asymmetric, tightly regulated, and determines the formation of a layered structure. Our recent results indicate that auxin plays a crucial role in the control of this first essential formative division. To preserve the structural and functional integrity of the primary root, it is necessary to coordinate growth and proliferation within the LRP and the responses of the overlying tissues. Auxin plays a pivotal role in coordinating these responses. Our results show in particular that auxin controls the dynamics of cortical microtubule rearrangements which has a critical impact on the control of plane of division and the ability of cells to alter their geometry.

[1] Wangenheim, von, D.et al (2016). Curr Biol 26, 439–449

Maizel Lab: http://www.maizel-lab.org/

Invité par Patrick Laufs

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Lundi 13 novembre 2017
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14h00

Séminaire invité IJPB/SPS
Dr. Kentaro TAMURA
(Université de Kyoto, Japon)

The functional versatility at the nuclear pore complex in higher plants:

The nuclear pore complex (NPC) is composed of more than 30 nucleoporins (Nups) and regulates macromolecular trafficking between the nucleoplasm and the cytoplasm in eukaryotes. In 2010, we successfully revealed the overall molecular structure of plant NPC by using an interactive proteomic approach, which identified novel 22 nucleoporins. Recently, we found that two plant specific nucleoporins function in plant immunity response. In this seminar, I will introduce our recent works and discuss the versatile function of plant NPC.

Invité par Valérie Gaudin
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Lundi 27 Novembre 2017
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14h00
Séminaire Focus IJPB
Dr. Sébastien BAUD
(équipe "Development et qualité des graines")

Plant-based omega-7 fatty acids, molecules of therapeutic and industrial interest
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Report à une date ultérieure
Vendredi 15 décembre 2017

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9h30
Grande salle Bât. 7

Séminaire Visiteur
Stéphane VAIEDELICH
(Responsable du laboratoire
Musée de la musique Cité de la musique-Philharmonie de Paris)

Bois et quelques matériaux de l'instrument de musique
au travers de l'étude de la collection du musée de la musique


Invité par :
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Lundi 29 janvier 2018
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14h00

Séminaire invité
Pr. Oren OSTERSETZER-BIRAN
(Department of Plant and Environmental Sciences, The Alexander Silberman Institute of Life Sciences, The Hebrew University of Jerusalem, Israël)

Plant mitochondria group II introns splicing: A window into the evolution of the nuclear spliceosomal machineries

Mitochondria serve as principal sites for cellular energy metabolism and play pivotal roles in the biosynthesis of many essential metabolites for the (plant) cell. As dependences of a free-living organism, mitochondria contain their own genome, the mtDNA. The mtDNAs in plants are notably larger and more complex in structure than their corresponding ones in Animalia. Plant mitochondria are also remarkable with respect to the presence of numerous group II introns that reside in many organellar genes. The removal of the introns from the coding sequences they interrupt is essential for respiratory functions and is mediated by enzymes that belong to a diverse set of protein-families. These include intron-encoded related proteins (i.e. maturases) that function in the splicing of group II introns in bacteria and mitochondria in fungi and plants, usually with high specificity towards the intron in which they are encoded. While the splicing of group II introns in vivo is facilitated by maturase factors, canonical group II introns are catalytic RNAs that are able to excise themselves from their pre-RNA hosts in vitro, in the absence of the protein cofactors, using a mechanism identical to that utilized by the spliceosome. Structural analyses and phylogenetic data may indicate that the spliceosomal RNAs have evolved from group II intron-related ancestors. Yet, it remains unclear how could such general players in spliceosomal splicing evolve from the monospecific bacterial systems (i.e. a group II intron RNAs and their highly specific intron-encoded maturase factors). Analysis of the organellar splicing machinery in plants may provide us with important clues into the evolution of the nuclear splicing machineries. Genetic and biochemical studies led to the identification of different protein factors that facilitate the splicing of many of the mitochondrial introns in plants. We established the native RNA targets of different maturase factors in plants and analyzed the organellar and developmental defects associated with their mutant lines in vivo. Interestingly, while model maturases in bacteria and fungi mitochondria act specifically on their cognate intron RNAs, the plant maturases are acting on multiple mtRNA targets, thus seem to be acting as organellar proto-spliceosomal factors. The ability of the mitochondrial maturases in plants to act on different intron targets further support the notion that the early organellar self-splicing and mobile group II RNAs spread in the eukaryotic genomes and later ‘degenerated’ into the universal splicing system, known as the spliceosome. The similarities between maturases and the core spliceosomal factor, Prp8, may support this intriguing hypothesis.

Oren Ostersetzer-Biran webpage

Invité par :  

Date limite d'inscription obligatoire jusqu'au 25/01/18
pour les extérieurs au site INRA de Versailles

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Lieu des séminaires sauf indication contraire
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Amphithéâtre de Versailles, Bât. 10
INRA Centre de Versailles-Grignon
Route de St Cyr (RD10)
78026 Versailles Cedex

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Page Intranet séminaires IJPB


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