Publi¨¦ le 22 septembre 2023 – Mis ¨¤ jour le 22 septembre 2023

Notre ¨¦tude publi¨¦e dans The Plant Cell sugg¨¨re que KAKU4, une prot¨¦ine du nucl¨¦osquelette/lamina des plantes, partage un anc¨ºtre commun avec les nucl¨¦oporines NUP82 et NUP136 et participe ¨¤ la constitution d¡¯un r¨¦seau prot¨¦ique m¨¦di¨¦ par de courts motifs peptidiques reliant le nucl¨¦osquelette et le panier du pore nucl¨¦aire. Ce travail a ¨¦t¨¦ r¨¦alis¨¦ par l¡¯¨¦quipe d¡¯Aline Probst et Christophe Tatout au iGReD de Clermont-Ferrand en collaboration avec Pierre Tuffery (Universit¨¦ Paris-Cit¨¦), Kentaro Tamura (Universit¨¦ de Shizuoka, Japon) et C¨¦lia Baroux (Universit¨¦ de Z¨¹rich, Suisse).

L'enveloppe nucl¨¦aire est constitu¨¦e d'une double membrane qui s¨¦pare le noyau du cytoplasme. Elle isole et prot¨¨ge l'ADN et cr¨¦e deux compartiments fonctionnels, la r¨¦plication et la transcription de l'ADN ayant lieu ¨¤ l'int¨¦rieur du noyau et la traduction dans le compartiment cytoplasmique. L'enveloppe nucl¨¦aire est associ¨¦e ¨¤ l'int¨¦rieur du noyau au nucl¨¦osquelette (lamina), une structure nucl¨¦aire constitu¨¦e de lamines et de leurs prot¨¦ines associ¨¦es. Elle est ponctu¨¦e de milliers de complexes de pores nucl¨¦aires (NPC) qui non seulement r¨¦gulent le trafic des macromol¨¦cules dans et hors du noyau mais jouent ¨¦galement des r?les importants dans la r¨¦gulation de la transcription.
 

Pour fonctionner de mani¨¨re coordonn¨¦e, l'enveloppe nucl¨¦aire, les NPC et le nucl¨¦osquelette sont ¨¦troitement li¨¦s via un r¨¦seau d'interactions prot¨¦ine-prot¨¦ine. Ces interactions sont peu document¨¦es chez les plantes, car les prot¨¦ines entrant dans la composition de ces structures n'ont ¨¦t¨¦ d¨¦crites que tr¨¨s r¨¦cemment chez les plantes. Cela nous a incit¨¦s ¨¤ ¨¦tudier les caract¨¦ristiques et les fonctions de ces interactions.
 

L'une de ces prot¨¦ines sp¨¦cifiques aux plantes est KAKU4, un composant du nucl¨¦osquelette dans lequel, en utilisant Arabidopsis comme esp¨¨ce mod¨¨le, nous avons identifi¨¦ trois courts motifs peptidiques d'environ 30 acides amin¨¦s chacun. Ces motifs permettent l'interaction de KAKU4 avec les prot¨¦ines CRWNs, principaux composants du nucl¨¦osquelette des plantes, et nous avons montr¨¦ que ces motifs sont n¨¦cessaires ¨¤ l'¨¦longation du noyau dans les tissus en cours de diff¨¦renciation. Les motifs prot¨¦iques ont ¨¦galement ¨¦t¨¦ retrouv¨¦s dans NUP82 et NUP136, deux nucl¨¦oporines sp¨¦cifiques aux plantes, ce qui sugg¨¨re que KAKU4 aurait diverg¨¦ d'une nucl¨¦oporine ancestrale qui nous le supposons avait la capacit¨¦ d'interagir avec le nucl¨¦osquelette. Au cours de l¡¯¨¦volution, KAKU4 se serait sp¨¦cialis¨¦ en tant que nouveau composant du nucl¨¦osquelette des plantes et aurait perdu ses propri¨¦t¨¦s de nucl¨¦oporine.

? l'avenir, il sera important d'¨¦valuer si les interactions physiques NPC-nucl¨¦osquelette que nous avons identifi¨¦es sont essentielles pour ancrer le nucl¨¦osquelette ¨¤ l'enveloppe nucl¨¦aire et pour contr?ler la composition et la distribution des NPC. Il conviendra ¨¦galement d'¨¦tudier si ces interactions r¨¦gulent l'expression des g¨¨nes ou l'organisation de la chromatine en r¨¦ponse au stress.

R¨¦f¨¦rences : 
Mermet S, Voisin M, Mordier J, Dubos T, Tutois S, Tuffery P, Baroux C, Tamura K, Probst AV, Vanrobays E and Tatout C. Evolutionary conserved protein motifs drive interactions between the plant nucleoskeleton and nuclear pores. Plant Cell. In Press.

Coordon¨¦es : 
iGReD, Universit¨¦ Clermont Auvergne, CNRS, INSERM, 63001 Clermont-Ferrand, France
Pr Christophe TATOUT,
Tel : +33 (0)4 73 40 74 06,
courriel : christophe.tatout@uca.fr