Description du projet
Comprendre la réaction des plantes à la température
Les mécanismes par lesquels les plantes réagissent à la température demeurent mal compris. Deux nœuds importants ont été récemment découverts en ce qui concerne la perception de la température chez les plantes: l’un est transcriptionnel — les protéines clés impliquées dans la réponse des plantes à la température contiennent des domaines liés aux prions directement contrôlés par la séparation de phases dictée par la température — et l’autre est translationnel — une traduction préférentielle à des températures élevées a été constatée. Le projet TIPTOP, financé par l’UE, exploitera ces découvertes pour appréhender les principes fondamentaux par lesquels la cellule détecte et intègre la température. Le projet étudiera les mécanismes de détection de la température et de contrôle de l’activité des régulateurs transcriptionnels des protéines à domaine prion, l’influence des températures élevées sur la traduction et la manière dont ces connaissances contribuent à engendrer des réseaux spécifiques de réponse à la température chez les levures et les plantes.
Objectif
How eukaryotes sense and integrate temperature information is an open question in biology. Plants have evolved to grow across a wide range of climates, and experience large temperature gradients geographically, seasonally and over the 24 h diurnal cycle. The distribution and phenology of plants has altered in response to climate-change, and crop yields decrease by about 10% for every 1ºC increase in temperature. The mechanisms by which plants respond to temperature are however poorly understood. We have recently discovered two major nodes for sensing temperature status by plants: (1) Transcriptional- key proteins required for plant temperature responses contain prion related domains and are directly controlled by temperature dependent phase separation. (2) Translational- transcripts show preferential translation at high temperature, and have thermoresponsive hairpin structures. Building on these discoveries, we propose an ambitious programme to understand the fundamental principles by which the cell senses and integrates temperature:
(1) How do prion domain proteins sense temperature and control the activity of transcriptional regulators? What are the organising principles of their activity, and how can sequence variation such as repeat length tune and adapt thermoresponsive prion domain proteins to different climates? (Biochemistry and genetic analysis combined with high throughput functional screens)
(2) How is translation affected by warm temperature? What is the RNA secondary structure code that enables certain transcripts to be preferentially translated at high temperature? (Ribo-seq, quantitative proteomics and transgenic approaches)
(3) How can we use the knowledge gained above in (1) and (2) to engineer specific temperature response networks in yeast and plants? How can we create useful tools and assays to advance the field such as FRET biosensors for local temperature within the cell? (Bioinformatics, biochemistry and cell biology)
Champ scientifique
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsensorsbiosensors
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteinsproteomics
- natural sciencesbiological sciencescell biology
- agricultural sciencesagriculture, forestry, and fisheriesagriculture
- natural sciencesbiological sciencesgeneticsRNA
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-ADG - Advanced GrantInstitution d’accueil
14979 Grossbeeren
Allemagne