L'identification des facteurs qui modulent la biosynthèse de ppGpp chez Arabidopsis thaliana

La ppGpp et la pppGpp, qui sont synthétisées/hydrolysées par les RelA/Spot homologs (RSH), jouent un rôle centrale dans l’adaptation des bactéries contre la privation des nutriments et les stress environnementaux. Les enzymes RSH et ppGpp ont été découverts dans le chloroplaste. Il a été récemment démontré que ppGpp joue un rôle comme répresseur globale de l’expression de gènes chloroplastiques. Certains stresses environnementaux et hormones induisent l’accumulation de ppGpp chez les plantes, cependant le mécanisme moléculaire n’est pas encore connu. Ici nous nous sommes intéressés à découvrir les facteurs qui interagissent avec les RSH, et qui donc sont susceptible de réguler le métabolisme du ppGpp. En utilisant un crible double-hybridation de levure nous avons identifiées des proteines qui interagissent avec les RSH y compris l’acyl carrier protein (ACP) et des GTPases associées au ribosome. ACP et RSH1 semblent être indispensables pour l’accumulation de ppGpp induite par la carence de la biosynthèse des acides gras, tandis que le ppGpp et un GTPase associé au ribosome contribuent à la résistance contre le heat-shock. Nous avons aussi effectué du co-immunoprécipitation spectrométrie de masse avec RSH1. Plusieurs protéines ont été identifiées y compris des protéines associées au nucléoid et des protéines liées à la signalisation chloroplastique, indiquant que RSH1 pourrait etre impliqué dans la machinerie de transcription chloroplastique. Nos résultats montrent que chez les plantes le ppGpp joue un rôle non seulement comme chez les bacteriés mais aussi participe à de nombreux processus biologiques qui sont spécifiques aux plantes.Guanosine tetra-phosphate and penta-phosphate (ppGpp and pppGpp), which are synthesized/hydrolyzed by RelA/Spot homolog (RSH) enzymes, play a central role in the adaptation of bacteria to nutrient limitation or other stresses. Both RSH enzymes and ppGpp are present in the chloroplasts of plants. Recent studies have shown that ppGpp acts as a global repressor of chloroplast gene expression. Certain environmental stresses and hormones induce ppGpp accumulation in chloroplasts, however the molecular mechanisms underlying the activation of ppGpp signalling in response to such stimuli is essentially unknown. We searched for factors that interact with RSH enzymes and so could play a role in activating ppGpp signalling. Using a targeted yeast two hybrid screen several proteins were identified that interact with RSH enzymes including acyl carrier protein (ACP) and ribosome associated GTPases. ACP and RSH1 appear to be required for ppGpp induction in response to fatty acid biosynthesis depletion, while ppGpp and an RSH-interacting GTPase contribute to the resistance of plants to heat shock. We also performed non-targeted co-immunoprecipitation mass spectrometry (CoIP-MS) of RSH1. New RSH interaction candidates were identified, including plastid nucleoid associated proteins and chloroplast signalling proteins, suggesting that RSH1 may be associated with the plastid transcription machinery. Our results give new insights into ppGpp signalling, and show that some elements are conserved between plants and bacteria, while others are implicated in plant-specific biological processes