Réponses à la carence en fer chez les végétaux

Réponses à la carence en fer chez les végétaux :
Caractérisation physiologique et moléculaire de lignées transgéniques
surexprimant le facteur de transcription FIT chez Arabidopsis thaliana
Equipe Transport et Signalisation Fer, UMR B&PMP.
Encadrement : Grégory Vert, CR2 CNRS (tél. 04 99 61 31 77, [email protected]),
Contexte. Le fer est un élément essentiel à la croissance et au développement des végétaux.
Toutefois, sa concentration dans les sols est bien souvent un facteur limitant de la production
végétale (Curie and Briat, 2003). L’acquisition du fer depuis la solution du sol chez la plante
modèle Arabidopsis repose sur une réduction du Fe(III) en Fe(II), suivie du transport de Fe(II)
par des transporteurs de fer racinaire. Les travaux antérieurs de l’équipe ont montré, grâce à
l’identification d’un mutant knock-out chlorotique irt1-1, le rôle capital joué par IRT1 dans
l’absorption du fer du sol (Vert et al., 2002). Toutefois, les mécanismes moléculaires de
régulation de l’absorption de fer du sol sont pour l’instant presque entièrement inconnus.
Nous avons mis en évidence la régulation transcriptionnelle de l’expression d’IRT1 par la
carence en fer, permettant une forte accumulation des ARNm IRT1 dans l’épiderme racinaire
dans de telles conditions, afin d’augmenter la capacité de prélèvement du fer (Vert et al.,
2002 ; Vert et al., 2003). Le facteur de transcription de type bHLH FIT semble jouer un rôle
dans le contrôle de l’absorption du fer présent dans la rhizosphère. En effet, FIT est exprimé
dans l’épiderme racinaire et un mutant knock-out fit-1 est fortement chlorotique et possède un
défaut d’accumulation des ARNm IRT1 et FRO2 (Seguela et al ., 2008). Il a ainsi été supposé
que FIT contrôlerait directement la transcription d’IRT1 et FRO2. Afin d’étudier le
mécanisme par lequel FIT contrôle IRT1, l’équipe d’accueil a générer des plantes
transgéniques exprimant FIT, fusionné à la GFP afin d’étudier la fixation de FIT au niveau du
promoteur IRT1. Le but du stage est de caractériser ces plantes transgéniques, préalablement
aux études d’interaction ADN:protéine.
Programme. Les plantes transgéniques FIT-GFP seront croisées au mutant fit-1, afin de
s’assurer de la complémentation du phénotype chlorotique d’un tel mutant, validant la
fonctionnalité de la protéine de fusion. L’analyse de l’accumulation de la protéine FIT-GFP
dans différentes lignées sera effectuée par western blot à l’aide d’un anticorps anti-GFP, afin
de sélectionner les lignées les plus adéquates et d’étudier l’effet de certains stimuli sur la
stabilité de la protéine FIT. Le phénotype de cette lignée sera ensuite caractérisé en cultivant
de telles plantes dans diverses conditions. Enfin, le niveaux d’expression des gènes FIT, IRT1,
et FRO2 sera déterminé par RT-PCR quantitative. Une fois caractérisée, l’étude de
l’interaction de FIT-GFP avec l’ADN débutera et sera réalisée par des approches
d’immunoprécipitation de chromatine.
Le stage mettra en jeu de nombreuses techniques de biologie moléculaire, physiologie de la
nutrition des plantes et permettra au stagiaire de se familiariser avec la génétique
d’Arabidopsis.
Publications de l’équipe sur le sujet
Curie and Briat (2003). Annu. Rev. Plant Biol. 54, 183-206.
Vert et al. (2002). Plant Cell 14, 1223-1233.
Vert et al. (2003). Plant Physiol.132, 796-804.
Seguela et al. (2008). Plant J. 55, 289-300.