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See detailCaractérisation fonctionnelle du facteur d’épissage SR45 d’Arabidopsis thaliana
Fanara, Steven ULiege

Doctoral thesis (2021)

Les protéines SR constituent une famille de facteurs d’épissage conservés chez les eucaryotes multicellulaires. Elles sont qualifiées d’essentielles pour assurer les processus épissage (constitutif et ... [more ▼]

Les protéines SR constituent une famille de facteurs d’épissage conservés chez les eucaryotes multicellulaires. Elles sont qualifiées d’essentielles pour assurer les processus épissage (constitutif et alternatif) par l’influence qu’elles ont sur le choix des sites d’épissage le long du pré-ARNm. Ces protéines présentent une organisation modulaire comprenant un à deux domaines de liaison à l’ARN (RRM, pour RNA recognition motif) généralement en position N-terminale et un domaine riche en dipeptides sérine/arginine (SR) ou arginine/sérine (RS) en position C-terminale. Certaines protéines SR bénéficient d’une dynamique nucléocytoplasmique et sont connues pour jouer des rôles additionnels dans le traitement de l’ARN (pré-)messager chez les mammifères, incluant la transcription, l’export de l’ARNm, la surveillance de la « qualité » (maturation) de l’ARNm et le contrôle de la traduction. Les travaux antérieurs au laboratoire ont montré que le génome d’Arabidopsis thaliana présente 19 gènes encodant des protéines SR réparties en 7 sous-familles. Dans le cadre de cette thèse de doctorat, nous avons entrepris l’étude fonctionnelle de la sous-famille SR45, qui ne comprend qu’un seul gène chez A. thaliana et dont le pré-ARNm produit deux protéines fonctionnellement distinctes par épissage alternatif. SR45 serait l’orthologue de la protéine animale RNPS1. Le mutant perte-de-fonction sr45-1 présente un retard de développement des parties aériennes et racinaires, un délai de la floraison et un nombre anormal d’organes floraux. De nombreuses études fonctionnelles ont mis en évidence l’implication de ce facteur dans la régulation de la biogenèse et de la signalisation de l’acide abscissique (ABA), dans les réponses immunitaires ou encore dans le contrôle de mécanismes épigénétiques. Elle participerait à la formation de l’EJC (exon-exon junction complex) et, conséquemment, à la dégradation des ARNms non-sens (NMD, nonsense-mediated decay). Nous avons tout d’abord étudié chez des lignées transgéniques le profil d’expression de ce gène SR (fusion transcriptionnelle pSR45:EGFP), qui se démarque dans les embryons, les plantules, les tissus à croissance rapide et les inflorescences (gynécée, androcée, calice et corolle). Ce profil d’expression se corrèle aux expériences de quantification des ARNms (qRT-PCR) réalisées sur les différents organes de la plante, ainsi qu’à l’étude de la localisation protéique par fusion traductionnelle à l’EGFP (enhanced green fluorescent protein). La méta-analyse de l’enrichissement fonctionnel des substrats ARN de SR45 nous a permis de mettre en évidence le rôle potentiel de cette protéine dans la régulation de l’homéostasie du fer. Nous nous sommes donc concentrés sur l’étude et la caractérisation du mutant sr45-1 lors de conditions hydroponiques déplétées et supplémentées en fer, mettant en évidence de profondes perturbations de l’homéostasie du fer chez le mutant (notamment au niveau racinaire et dans la production de siliques et graines). En effet, le mutant sr45-1 tend à accumuler des fortes concentrations en fer dans les racines, résultant subséquemment en l’émergence de stress oxydatifs. Cette accumulation racinaire de fer s’accompagne d’une diminution de la concentration en fer dans les parties aériennes accompagnée d’une chlorose accrue. Nous avons également constaté que le mutant sr45-1 présentait des phénotypes aggravés lorsqu’exposé à des concentrations accrues de cuivre ou de cadmium (résultats non publiés). Nous nous sommes ensuite intéressés au réseau d’interaction protéine-protéine que SR45 établit grâce à des expériences de double-hybride en levures, avec comme point focal l’élucidation de sa possible intervention dans l’édification de l’EJC – un rôle particulièrement bien étudié chez son orthologue métazoaire (RNPS1). Certaines des interactions identifiées ont été par la suite confirmées in planta. Pour étayer davantage l’étude de ce facteur d’épissage, nous avons également poursuivi l’identification de motifs ARN reconnus par le domaine RRM, et ce grâce à des approches de SELEX (systematic evolution of ligands by exponential enrichment). Nous avons conclu que le domaine RRM de SR45 reconnaît deux motifs ARN. [less ▲]

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See detailAltered metal distribution in the sr45-1 Arabidopsis mutant causes developmental defects
Fanara, Steven ULiege; Schloesser, M.; Hanikenne, Marc ULiege et al

in bioRxiv (2021)

The plant SR (serine/arginine-rich) splicing factor SR45 plays important roles in several biological processes, such as splicing, DNA methylation, innate immunity, glucose regulation and ABA signaling. A ... [more ▼]

The plant SR (serine/arginine-rich) splicing factor SR45 plays important roles in several biological processes, such as splicing, DNA methylation, innate immunity, glucose regulation and ABA signaling. A homozygous Arabidopsis sr45-1 null mutant is viable, but exhibits diverse phenotypic alterations, including delayed root development, late flowering, shorter siliques with fewer seeds, narrower leaves and petals, and unusual numbers of floral organs. Here, we report that the sr45-1 mutant presents an unexpected constitutive iron deficiency phenotype characterized by altered metal distribution in the plant. RNA-Sequencing highlighted severe perturbations in metal homeostasis, phenylpropanoid pathway, oxidative stress responses, and reproductive development. Ionomic quantification and histochemical staining revealed strong iron accumulation in the sr45-1 root tissues accompanied by an iron starvation in aerial parts. We showed that some sr45-1 developmental abnormalities can be complemented by exogenous iron supply. Our findings provide new insight into the molecular mechanisms governing the phenotypes of the sr45-1 mutant. The copyright holder for this preprint is the author/funder, who has granted bioRxiv a license to display the preprint in perpetuity. All rights reserved. No reuse allowed without permission. [less ▲]

Detailed reference viewed: 20 (3 ULiège)
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Peer Reviewed
See detailCoordinated homeostasis of essential mineral nutrients: a focus on iron.
Hanikenne, Marc ULiege; Cardoso Esteves, Sara Marina ULiege; Fanara, Steven ULiege et al

in Journal of experimental botany (2021), 72

In plants, iron (Fe) transport and homeostasis are highly regulated processes. Fe deficiency or excess dramatically limit plant and algae productivity. Interestingly, complex and unexpected ... [more ▼]

In plants, iron (Fe) transport and homeostasis are highly regulated processes. Fe deficiency or excess dramatically limit plant and algae productivity. Interestingly, complex and unexpected interconnections between Fe and various macro- and micronutrient homeostatic networks, supposedly maintaining general ionic equilibrium and balanced nutrition, are currently uncovered. Although these phenomena have profound consequences on our understanding of Fe homeostasis and its regulation, the molecular bases and biological significance of these interactions remain poorly understood. Here, we review recent knowledge gained on how Fe interacts with micronutrient (e.g. zinc, manganese) and macronutrient (e.g. sulfur, phosphate) homeostasis, and on how these interactions affect Fe uptake and trafficking. We finally highlight the importance of developing an improved model of how Fe signaling pathways are integrated into functional networks to control plant growth and development in response to fluctuating environments. [less ▲]

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See detailH2O2 signaling from mitochondria and chloroplast to the nucleus in the green microalga Chlamydomonas: in vivo and in vitro approaches
Caccamo, Anna ULiege; Nguyen, Ho Thuy Dung; Vertommen, Didier et al

Poster (2019, September 17)

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See detailWhen splicing meets environmental challenges
Fanara, Steven ULiege; Hanikenne, Marc ULiege; Motte, Patrick ULiege

Conference (2018, February 01)

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Peer Reviewed
See detailThe Cellobiose Sensor CebR is the Gatekeeper of Streptomyces scabies Pathogenicity
Francis, Isolde; Jourdan, Samuel ULiege; Fanara, Steven ULiege et al

in MBio (2015)

Detailed reference viewed: 153 (40 ULiège)