Identification de protéines kinases activées par des contraintes osmotiques chez Arabidopsis thaliana : étude des familles AtSK et SnRK2

par Marie Boudsocq

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie et écologie végétale

Sous la direction de Christiane Laurière.


  • Résumé

    Dans des cultures cellulaires et des plantules d'Arabidopsis thaliana, l'hyperosmoiarité active 4 protéines kinases calcium-indépendantes n'appartenant pas à la famille MAPK. L'identification des familles de kinases impliquées a été entreprise en utilisant 2 anticorps famille-spécifiques dirigés chacun contre l'une des 2 familles candidates : les AtSK (Arabidopsis thaliana Shaggy-like kinase) et les SnRK2 (sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 2). Des analyses de western-blot ont montré que les 2 anticorps reconnaissaient spécifiquement les 10 protéines de la famille contre laquelle ils ont été dirigés. Des expériences d'immunoprécipitation suivies d'activité kinase ont montré que les stress hyperosmotiques activaient au moins une AtSK et 4 SnRK2. Les poids moléculaires des SnRK2 immunoprécipitées correspondent à ceux des kinases activées et visualisées dans les extraits bruts, indiquant qu'il s'agit des mêmes protéines. L'identification moléculaire de ces protéines SnRK2 a ensuite été entreprise par expression transitoire en protoplastes. Toutes les kinases de la famille excepté SnRK2-9 sont activées par l'hyperosmolarité et la salinité, indiquant un rôle important de la famille SnRK2 dans la signalisation osmotique. En revanche, le froid n'active aucune des protéines SnRK2 et l'acide abscissique n'en active que 5. Ainsi, la signalisation osmotique impliquant les protéines SnRK2 pourrait emprunter deux voies de transduction, l'une ABA-dépendante et l'autre ABA-indépendante. Enfin, la recherche d'éléments de transduction en amont des SnRK2 a montré que les 9 kinases étaient activées par phosphorylation et de façon indépendante du calcium extracellulaire.

  • Titre traduit

    Identification of protein kinases activated by osmotic stresses in Arabidopsis thaliana : study of ATSK and SNRK2 families


  • Résumé

    Hyperosmotic stresses activate four calcium-independent protein kinases which do not belong to the MAPK family, in Arabidopsis thaliana cell suspensions. Similar activation profiles were also observed in seedlings exposed to hyperosmolarity. The identification of the involved kinase families was investigated using family-specific antibodies raised against two candidate families: the Arabidopsis thaliana Shaggy-like kinases (AtSK) and the sucrose non-fermenting 1-related protein kinases 2 (SnRK2). Immunoblot analyses performed on recombinant proteins showed that the two antibodies were able to specifically recognize the ten members of their family. Using immunoprecipitation followed by kinase assay, hyperosmolarity was shown to activate at least one AtSK and four SnRK2 proteins. Molecular masses of the immunoprecipitated SnRK2 proteins corresponded to those of the activated proteins visualized in crude extracts, indicating that they are the same kinases. Molecular identification of the activated SnRK2 was investigated by transient expression assays in Arabidopsis protoplasts. All SnRK2 except SnRK2-9 were activated by both hyperosmotic and saline stresses, indicating an important role of the SnRK2 family in osmotic signaling. In contrast, cold treatment did not activate any of the SnRK2 and abscisic acid only activated five of them. Thus, osmotic signaling involving SnRK2 proteins could imply one ABA-dependent and one ABA-independent pathways. Finally, research for SnRK2 upstream elements indicated that the nine SnRK2 kinases were hyperosmottcally activated by phosphorylation and independently of extracellular calcium.

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Informations

  • Détails : 145 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 99-114

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2005)8
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