Role of the retromer complex and its interactors in Arabidopsis development

par Martina Santambrogio

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et génétique

Sous la direction de Thierry Gaude.

Le président du jury était Bénédicte Durand.

Le jury était composé de Eric Maréchal.

Les rapporteurs étaient Jean-Denis Faure, Christophe Ritzenthaler.

  • Titre traduit

    Rôle du complexe rétromère et de ses interacteurs dans le développement d’Arabidopsis


  • Résumé

    Chez la levure et les mammifères le complexe rétromère est impliqué dans différentes étapes de trafic intracellulaire qui modulent divers processus cellulaires et développementaux. Chez les mammifères, le rétromère se compose des protéines Vacuolar Protein Sorting (VPS) 35, VPS26, VPS29 et d’un dimere de Sorting Nexins (SNX). Les composants du rétromère sont conservés chez les plantes et sont localisés dans le même endosome de tri. Dans ce travail, nous avons étudié le mécanisme d’assemblage et de recrutement du complexe à la membrane et analysé le rôle du rétromère dans le développement d’Arabidopsis. Nos resultsts montrent que chez les plantes, contrairement aux mammifères, VPS35 recrute le sous-complexe VPS à la membrane, indépendamment des SNXs. Ceci nous a permis de proposer un modèle d’assemblage du rétromère très original. L’analyse de mutants perte de fonction pour le rétromère révèle que VPS26, VPS29 et VPS35 n’ont pas de fonctions indépendantes, mais agissent ensemble dans la régulation de processus développementaux. De plus, par un crible double hybride chez la levure, nous avons isolé un interacteur de VPS35 : Ethylene Insensitive 2 (EIN2). EIN2 est une protéine localisée au Réticulum Endoplasmique et impliquée dans la voie de signalisation d’une hormone végétale : l’éthylène. Nous montrons que des mutants perte de fonction pour le rétromère présentent des défauts dans la réponse à l’éthylène, indiquant un rôle du rétromère dans la perception de cette hormone par les plantes. Ces résultats, combinés avec nos données antérieures montrant que le rétromère est impliqué dans la voie de signalisation de l’auxine, révèlent un lien entre signalisation de l’auxine et de l’éthylènevia le complexe rétromère.


  • Résumé

    In yeast and mammals, the retromer complex mediates various steps of intracellular trafficking and regulates a variety of cellular and developmental processes. In mammals, it is composed of Vacuolar Protein Sorting (VPS) 35, VPS26, VPS29 and a dimer of Sorting Nexins (SNX). Retromer components are conserved in plants and we showed that they colocalize to the same sorting endosome. In this work, we have investigated the mechanism of assembly and recruitment of the retromer to the endosomal membrane and studied its function in Arabidopsis development. We report that, unlike animals, plant VPS35 recruits the other VPS retromer components to the membrane of endosomes, independently of SNXs. This data allowed us to propose an original model of assembly of the plant retromer complex. By analyzing a series of retromer loss-of-function mutants, we show that VPS26, VPS29 and VPS35 always act together in modulating developmental processes. To identify retromer partners, we carried out a Yeast-2-Hybrid (Y2H) screen using VPS35 as a bait. We found that VPS35 can bind, among other proteins, Ethylene Insensitive 2 (EIN2). EIN2 is an Endoplasmic Reticulum-located protein involved in the signaling pathway of a plant hormone: ethylene. We demonstrate that retromer mutants are affected in ethylene signaling, which indicates that the retromer complex participates in a proper perception of ethylene by plants. Combined with our previous data in which we showed that the retromer is involved in the auxin signalling pathway, our present work reveals a link between auxin and ethylene signaling through the retromer complex.

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