Description du projet
La polarité cellulaire et la direction de la division dans le développement
Chez les organismes multicellulaires, les cellules sont organisées le long des axes du corps et des tissus. Seules quelques protéines localisées aux pôles sont connues chez les végétaux, et les mécanismes moléculaires de l’établissement de la polarité ou de la direction de la division sont vagues. Le projet DIRNDL, financé par l’UE, mise sur le modèle d’embryon Arabidopsis déjà développé pour étudier la polarité cellulaire et la direction de la division. De récents efforts ont permis d’identifier une nouvelle famille de protéines végétales polaires bien conservées qui partagent un domaine structurel avec les principaux régulateurs de polarité chez les animaux. Les chercheurs analyseront la génétique et les fonctions des protéines et des régulateurs de polarité chez l’arabette et l’hépatique des fontaines afin d’identifier les composants conservés. L’objectif final consiste à établir un système à base de cellules pour l’ingénierie de novo de la polarité, en recourant aux régulateurs identifiés au cours du projet.
Objectif
Cells in multicellular organisms organise along body and tissue axes. Cellular processes, such as division plane orientation, must be aligned with these polarity axes to generate functional 3-dimensional morphology, particularly in plants, where cell walls prevent cell migration. While some polarly localized plant proteins are known, molecular mechanisms of polarity establishment or its translation to division orientation are elusive, in part because regulators in animals and fungi appear to be missing from plant genomes. Cell polarity is first established in the embryo, but this has long been an intractable experimental model. My team has developed the genetic, cell biological and biochemical tools that now render the early Arabidopsis embryo an exquisite model for studying cell polarity and oriented division. Recent efforts already led to the unexpected identification of a novel family of deeply conserved polar plant proteins that share a structural domain with key animal polarity regulators. In the DIRNDL project, we will capitalize upon our unique position and foundational results, and use complementary approaches to discover the plant cell polarity and division orientation system. Firstly, we will address the function of the newly identified conserved polarity proteins, and determine mechanistic convergence of polarity regulators across multicellular kingdoms. Furthermore, we will use proteomic approaches to systematically identify polar proteins, and a genetic approach to identify regulators of polarity and division orientation, essential for embryogenesis. We will functionally analyse polar proteins and regulators both in Arabidopsis and the liverwort Marchantia to help prioritize conserved components, and to facilitate genetic analysis of protein function. Finally, we will use a cell-based system for engineering polarity de novo using the regulators identified in the project, and thus reveal the mechanisms that provide direction in plant development.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
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Pays-Bas