Analyse des familles de gènes MAP-kinase d'Arabidopsis thaliana au cours de contraintes hydriques

Les modules de signalisation MAPK (mitogen-activated protein kinase) jouent des rôles cruciaux dans la croissance et le développement de la plante aussi bien que dans les réponses aux stress biotiques et abiotiques. Dans le génome d'Arabidopsis thaliana, 20 gènes MAPK (MPK), 10 gènes MAP2K (MKK) et un grand nombre de gènes MAP3K différant par leurs structures primaires et la composition de leurs domaines fonctionnels ont été classés en différentes groupes. L'information disponible concernant les fonctions biologiques des différents membres de ces familles de gènes est limitée. Dans cette étude, l'expression des familles MPK et MKK complètes, de même que certains membres sélectionnés de la famille MAP3K a été étudiée par macroarrays préparés à l'aide de sondes spécifiques de chaque kinase. La spécificité d'expression dans la plante des différentes protéines kinases, ainsi que leur éventuelle induction/répression en réponse à différents stress hydriques a été recherchée. Pour MPK3, MPK4 et MPK6, les 3 kinases les plus étudiées jusqu'ici, les données de transcriptome ont été comparées aux niveaux de protéines et d'activités enzymatiques, déterminées à l'aide d'anticorps spécifiques de chaque kinase. Plusieurs gènes de chaque famille MAPK sont induits au niveau transcriptionnel par un ou plusieurs stress abiotiques, incluant les gènes fortement exprimés MPK3, MKK9 et MAP3K3. A l'intérieur du groupe MAPK très peu étudié qui contient un motif d'activation TDY, plusieurs kinases sont induites par des stress hydriques. Ainsi, le niveau de transcrits MPK20 augmente nettement en réponse à l'hypoosmolarité et à la reprise de conditions d'osmolarité normales après un stress hyperosmotique, tandis que MPK17 et MPK18 sont surtout induites par la déshydratation, l'hyperosmolarité et la salinité. Finalement, de nouveaux composés des modules MAPK impliqués dans la signalisation hydrique sont proposés dans la présente étude.Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPK) signal transduction modules play crucial roles in plant growth and development as well as in biotic and abiotic stress responses. In the Arabidopsis thaliana genome, 20 MAPK (MPK) genes, 10 MAP2K (MKK) genes and a great number of MAP3K differing in primary structures and domain compositions are now classified. However, only limited information is available regarding the biological roles of the different members of these gene families. Here, the expression of the whole gene families of MPK and MKK, as well as selected key members of the MAP3K family was studied by macroarrays, in relation to organ specificity and to various water stresses. For MPK3, MPK4 and MPK6, the most studied MAPK so far, transcriptome responses were compared to protein and activity levels based on the use of specific antibodies for each kinase. Several genes of the MAP kinase families are induced at the transcript level by one or several abiotic stresses, including the highly expressed MPK3, MKK9 and MAP3K3. Inside the very scarcely studied MAPK group containing a TDY activation motif, several kinases were induced by osmotic or water stresses. For example MPK20 displays a clear increase of its transcript level in response to hypoosmolarity and to recovery conditions after hyperosmotic stress, whereas MPK17 and MPK18 are mostly induced by dehydration, hyperosmolarity and salinity. Finally, new components of the MAP kinase modules involved in water stress signalling are proposed by the present study.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF