Rith Théa Hak lauréat de la GS Biosphera pour son stage de Master 2
Rith Théa Hak, ingénieur agronome AgroParisTech et doctorant de l'équipe "Contrôle spatial de la division cellulaire" SPACE, est lauréat du Programme Thématique "Sciences du Végétal" de la Graduate School Biosphera pour son résumé de Master 2 "Biologie intégrative et physiologie" parcours "Sciences du Végétal" de l'Université Paris-Saclay, itinéraire Recherche. Rith Théa Hak a découvert le travail de l'équipe SPACE lors d'un mini-stage lorsqu'il était élève ingénieur AgroParisTech en 1ère année (équivalent Licence 3) durant le "Module intégratif Immersion dans la recherche" du dispositif "La recherche et moi" en juin 2021. La vidéo de présentation orale de son sujet de stage de Master 2 dans l'équipe SPACE, qu'il aura réalisée, sera visionnée lors de la Journée Scientifique de la GS Biosphera du jeudi 28 novembre 2024.
Master 2 : Cycle cellulaire et interactions avec le cytosquelette pour l'entrée en mitose chez les cellules végétales
La morphogenèse des plantes repose sur la division cellulaire qui requiert d’être régulée temporellement et spatialement. La machinerie du cycle cellulaire gouverne le moment et l’ordre des évènements conduisant à la mitose, tandis que le cytosquelette de microtubules s’organise en structures 3D, servant ainsi de support dans l’espace à la réalisation de processus cellulaire1. Néanmoins, leur dialogue reste encore peu caractérisé. L’objectif de mon stage était d’initier l’étude de ces interactions. Nous avons focalisé l’étude sur l’anneau de préprophase (PPB) qui est une structure en anneau de microtubules corticaux se formant avant l’entrée en mitose. Le PPB régule l’orientation spatiale des plans de division et sa formation nécessite le complexe protéique TON1/TRM/PP2A (TTP) qui interagit avec les microtubules corticaux1. Le régulateur central du cycle cellulaire : la cyclin-dependent kinase A;1 (CDKA;1), a été observée au PPB transitoirement, peu avant son désassemblage2, soulevant des questions sur son rôle dans ce processus et l’implication du TTP dans son recrutement. Ces questions ont été abordées par des approches de génétique et de microscopie sur le méristème racinaire d’Arabidopsis thaliana. Premièrement, j’ai caractérisé les dynamiques de localisation de CDKA;1 à l’aide d’une lignée marqueur fluorescente. En contradiction avec des travaux antérieurs, j’ai ainsi démontré que CDKA;1 s’accumule au PPB au début de sa formation, suggérant un rôle autre que dans son désassemblage. Ensuite, l’impact de l’activité kinase de CDKA;1 sur la régulation du PPB a été étudiée en réalisant des immunolocalisations avec marquage des microtubules et des parois cellulaires chez le mutant hypomorphe cdka;1-DE3. Des défauts de PPB se traduisent généralement par des défauts d’orientation de division, assez bien approximé dans la racine par les angles formés par les parois transverses de cellules adjacentes et une référence. En outre, les angles de division sont clairement plus variables chez le mutant que le sauvage. Cela est concordant avec l’organisation des microtubules qui révèle des PPB plus larges chez le mutant, révélateur d’un défaut de condensation de l’anneau, donc de maturation. Finalement, j’ai entrepris l’étude des interactions entre le complexe TTP et CDKA;1. Ainsi, CDKA;1 colocalise au PPB avec TRM7 et TON1 et des expériences de BiFC suggèrent une interaction physique entre CDKA;1 et TON1. L’expression d’un marqueur fluorescent de CDKA;1 dans le mutant ton1 dénué de PPB, ne présente plus d’accumulation de la kinase au cortex de la cellule. CDKA;1 semble donc être recruté au PPB par TON1 et ne peut s’accumuler au cortex de la cellule seule. Dans la continuité de ces travaux, il serait intéressant d’identifier les cibles de CDKA;1 au PPB et leurs sites de régulation par phosphoprotéomique, afin de mieux comprendre les mécanismes menant à la formation de ce mystérieux anneau.
References
1 Motta MR, Schnittger A (2021) A microtubule perspective on plant cell division. Current Biology 31: 547-552
2 Weingartner M, Binarova P, Drykova D, Schweighofer A, David JP, et al. (2001) Dynamic recruitment of Cdc2 to specific
microtubule structures during mitosis. Plant Cell 13:1929-43
3 Dissmeyer N, Weimer AK, Pusch S, De Schutter K, Alvim Kamei CL, et al. (2009) Control of cell proliferation, organ growth, and
DNA damage response operate independently of dephosphorylation of the Arabidopsis Cdk1 homolog CDKA;1. Plant Cell
21:3641-54
Légende : Le régulateur central du cycle cellulaire CDKA;1 est impliqué dans la maturation de la bande préprophasique (PPB). CDKA;1 est recruté au PPB peu après sa formation par TON1. Il phosphorylerait un acteur inconnu qui déclenche la condensation du PPB. Ainsi, un PPB entièrement mature permet la mise en place précise de l'orientation du plan de division.
Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.
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