Bulletin des BioTechnologies – Octobre Novembre 2002
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La Physiologie des Plantes
14. Les brassinostéroïdes (BRs) sont des
polyhydroxystéroïdes intervenant dans le
développement des plantes.
L'action, chez les animaux, des signaux stéroïdiens
comporte une action directe de récepteurs liés à leur
ligand dans la transcription. On n'a pas trouvé trace de
tels récepteurs chez les plantes. Le seul récepteur
connu est membranaire, c'est la sérine/thréonine
protéine kinase BRI1 (BRassinosteroid Insensitive 1).
La protéine récepteur BRI1 contient, dans son
domaine extra-cellulaire, 25 répétitions riches en
leucines (LRR) séparées par un îlot unique de 70
aminoacides entre la 21° et la 22° répétition (LRR-
RLK). Elle contient un unique domaine
transmembranaire, puis le domaine protéine kinase
cytoplasmique. Les mutants de ce récepteur sont
insensibles aux BRs.
On vient de montrer, dans un système à deux
hybrides, que le gène BAK1 (BRI1 Associated
receptor Kinase 1, une LRR-RLK distincte de BRI1)
d'Arabidopsis code une protéine partenaire de BRI1.
KH Nam et al.; Cell 110 (23JUL02) 203-212 et L Li et
al.; p. 213-222.###
15. Les petites protéines Heat-shock (sHsps de
taille comprise entre 15 et 42 kDa) répondent à un
choc thermique. Toutes possèdent un domaine -
cristalline C-terminal (ACD) conservé de 90-
aminoacides. Une revue du groupe de Van Montagu
fait le point sur ces protéines. W Sun et al.;
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Gene
Structure & Expression 1577 (19AUG02) 1-9. On
trouvera également une revue sur l'acclimatation aux
fortes températures dans K Iba; Annual Review of
Plant Biology 53 (2002) 225-245, ainsi qu'une revue
sur le rôle des facteurs de transcription dans les
réponses aux stress dans KB Sing et al.; Current
Opinion in Plant Biology 5 (AUG02) 430-436..
Les plantes sont abondamment pourvues en de
telles protéines (probablement du fait de leur
environnement très changeant auquel elles ne peuvent
pas grand chose) et on en dénombre 19 gènes
potentiels chez Arabidopsis.
On admet, mais on n'a pas toujours prouvé, leur
rôle de chaperones. Elles peuvent également
intervenir lors d'autres types de stress (un tableau de
l'article de W Sun et al. résume leurs propriétés
additionnelles). En l'absence de stress on trouve une
expression, notamment au cours de certaines phases
du développement, comme l'embryogenèse ou la
formation du pollen.
Leur production est régulée par des facteurs de
transcription particuliers, les HSFs (Heat Stress
transcription Factors). L'ingénierie des sHsps ayant
été tentée, mais sans avoir jamais pu obtenir des gains
de fonctions, on s'est tourné vers la régulation par les
HSFs. On a démontré le rôle protecteur, chez des
bactéries, des sHsp exprimées en permanence du riz,
du châtaignier et de la carotte, mais pas de façon
évidente chez les plantes, car on a alors également
exprimé en permanence Hsp70 qui risque de masquer
certains effets.
On trouvera dans KB Singh et al.; Current Opinion
in Plant Biology 5 (AUG02) 430-436, une revue sur
les facteurs de transcription intervenant dans la
réponse aux stress. Elle souligne, aussi, les
recouvrements entre voies de réponses. ###
16. On trouvera dans O Leyser; Annual Review of
Plant Biology 53 (2002) 377-398, une revue sur les
diverses cascades de transduction du signal de
l'auxine. Elle complète celle de GF Scherer; Plant
Molecular Biology 49 (JUN-JUL02) 357-372,
mentionnée dans le Bulletin de Septembre §21). Une
cible fréquente de ces voies est la dégradation de
nombreux facteurs de transcription.
La seule protéine qui ait une chance raisonnable
d'être un récepteur de l'auxine est ABP1.C'est une
glycoprotéine homodimérique de 163 aminoacides.
La partie de la protéine responsable de la
reconnaissance de l'auxine a été établie (voir le
Bulletin d'Octobre 2001 §21). Mais c'est quand même
un récepteur original car la protéine reste
essentiellement retenue dans le réticulum ou le pH
est trop haut pour qu'elle y reconnaisse l'auxine.
Seule sa forme de surface est fonctionnelle. La
manipulation de son abondance ne change pas grand
chose.
Le gène AUX1 d'Arabidopsis code
vraisemblablement une auxine perméase important
l'auxine grâce à l'énergie des gradients de protons.
L'auxine intracellulaire est importante dans le cas
de l'inhibition de la croissance racinaire.
On a pu isoler, chez Arabidopsis, des mutants ayant
une sensibilité altérée à l'auxine. Parmi eux, on peut
citer six mutations qui définissent les gènes AXR1,
AXR2, AXR3, AXR4 et AXR6 ainsi que TIR1 dont les
mutations confèrent une résistance à l'auxine. AXR1 à
–3 ainsi que TIR1 fonctionnent dans le turn-over de
protéines par la voie de l'ubiquitine.
TIR1 est effectivement une protéine dite à F-box.
Elle participe à un complexe de l'ubiquitine ligase
SCF dit SCFTIR1 [pour SKP1 (suppressor of
kinetochore protein 1), Cullin/CDC53, F-box protein]
similaire à celui décrit chez la levure pour la
régulation de la voie de signalisation concernant les
acides aminés captés par le récepteur perméase Ssy1.
AXR2 et AXR3ont été définis par les mutations
dominantes tous deux codent des protéines de la
famille Aux/IAA qui sont caractérisées par quatre
domaines très conservés, avec un domaine II
indispensable à leur fonction, mais aussi à sa
déstabilisation. Arabidopsis possède 24 de ces
protéines. Toutes ces protéines sont nucléaires, et ont
une vie très courte qui est indispensable à leur
fonction. Cependant le mécanisme par lequel l'auxine
module l'activité de SCFTIR1 sur les Aux/IAA n'est pas
évident. Leur instabilité est communicable à une
protéine marqueur fusionnée. Elles doivent donc
posséder un marqueur de dégradation (degron pour
les savants). C'est une séquence de 13 aminoacides
du domaine II.