Etude des gènes codant des éléments du « module » des MAP kinases participant au développement des plantes

Abstract

Les protéines Kinases sont des éléments essentiels des diverses voies de communication impliquées notamment dans le développement. Les modules constitués par les MAP Kinases (Mitogen Activated Protcin Kinases) ont été conservés en bloc durant l’évolution, en tant que module de signalisation. Chaque fois MAPK (MAP kinase) est activée par phosphorylation par une Kinase à double spécificité appelée MAPK3K (MAP Kinase Kinase) qui interagit soit avec une protéine G monomérique, soit avec une MAP4K (MAP Kinase Kinase Kinase), elle-même activée par une protéine G hétérotrimétrique ou monométrique. Un travail de criblage et d’analyse des EST nous a permis de caractériser, chez les Brassicaceae, un grand nombre d’ADNc différents codant potentiellement pour des MAP2K, des MAP3K ou des MAP4K. Ce travail a permis d’étudier la complexité de ces familles chez les végétaux, par analyse relationnelle et par analyse de l’expression des gènes correspondants. Les MAP2K appartiennent à la famille STE7/MEK des protéines Kinases. Différents groupes sont définis par l’analyse relationnelle, les MAP2K végétales définissant un groupe distinct qui diverge de ceux des animaux et des champignons. Sur la base des similarités de séquences et des caractéristiques biochimiques, trois familles de MAP3K ont été déterminées : MEKK/STE11, RAF et MLK. Les groupes de MAP3K végétales, PMEKK et PRAF, appartiennent aux familles MEKK/STE11 et RAF respectivement. L’analyse de la parenté phylogénétique des séquences de MAP3K caractérisées reflète la variété de diversification et de l’évolution à l’intérieur de chaque phylum. Les différents gènes de MAP3K caractérisés chez A.thaliana sont répartis sur l’ensemble du génome et ne présentent pas d’expression spécifique d’un tissu donnée. Les gènes de MAP3K caractérisés, au laboratoire ne semblent pas répondre au stress thermique au niveau transrationnel. Les MAP4Ka sont les premières MAP4K identifiées chez les végétaux. Les MAP4K se répartissent en deux familles, STE20/PAK et GCK/SPS. Cette dernière contient les BnMAP4K. les homologues d’A. thaliana ce caractérisent par une expression cycle cellulaire pendante. Les résultats obtenus suggèrent que la plupart des gènes correspondant à ces éléments du module des MAP Kinases, sont issus de familles multigéniques, à l’exception d’AtMAP2Ka et AtMAP3Ky qui semblent être présents en copie dans le génome d’A. thaliana. L’analyse de l’expression des gènes codant pour les MAP2K, MAP3K, MAP4K, n’a pas permis de mettre en évidence de Kinases spécifiques de l’embryogenèse. Néanmoins, plusieurs pourraient être impliquées dans le développement. Quelques unes paraissent présenter un grand intérêt (AtMAP2Ka, AtMAP3Ky et AtMAPKa), notamment lorsque l’expérience des gènes est régulée durant le cycle cellulaire.