Mai 2010 - AT_Chloro, une base de données unique dédiée
aux protéines du chloroplaste accessible à la communauté
scientifique
Des chercheurs du CEA (1), du CNRS, de l'Inserm, de l'Inra et de l'Université
Joseph Fourier ont élaboré AT_Chloro, une base de données
protéomiques unique dédiée au chloroplaste (2) de
la plante modèle Arabidopsis thaliana, accessible sur internet.
La base AT_Chloro n'est pas seulement un répertoire de protéines,
puisqu'elle va au-delà en présentant des données
semi-quantitatives qui permettent de déterminer dans quel sous
compartiment du chloroplaste se trouvent les protéines identifiées.
Grâce aux données d'une grande précision qu'elle contient,
cette base constitue un outil des plus intéressants pour la communauté
scientifique puisqu'elle ouvre aussi la voie à l'analyse beaucoup
plus rapide de la dynamique du protéome chloroplastique. A la clé,
des applications dans des domaines aux enjeux aussi variés que
la qualité de la biomasse, l'impact des perturbations de l'environnement,
la culture en milieux carencés… La base AT_Chloro peut désormais
être interrogée par les chercheurs du monde entier sur Consulter
le site web.
L'essentiel du carbone renouvelable est fixé par les organismes
photosynthétiques grâce à leurs chloroplastes, siège
de la photosynthèse. En outre, les chloroplastes réalisent
de nombreuses fonctions essentielles comme la synthèse d'acides
gras, de lipides ou d'acides aminés, qui nécessitent le
fonctionnement coordonné de trois sous-compartiments : les thylacoïdes,
le stroma et l'enveloppe (voir schéma).
L'approfondissement des connaissances des voies métaboliques du
chloroplaste et de leur régulation est déterminant dans
la perspective d'une meilleure valorisation de la biomasse végétale.
C'est également essentiel si l'on veut analyser l'impact des variations
de l'environnement sur les plantes.
Grâce à une stratégie d'analyse protéomique
mise en œuvre pour la première fois chez Arabidopsis thaliana
les chercheurs ont identifié un grand nombre de protéines
du chloroplaste, déterminé leur localisation dans ses différents
sous-compartiments et construit la base de données AT_Chloro. Cette
dernière a ainsi été établie en réalisant
près de 500 analyses sur des fractions hautement purifiées
des trois sous compartiments majeurs du chloroplaste. Des informations
précises ont été obtenues pour 10 654 peptides distincts
correspondant à 1 323 protéines validées. Un des
enjeux actuels de la protéomique est la réalisation d'études
comparatives afin de suivre des processus dynamiques. Dans cette optique,
la base AT_Chloro et l'utilisation de la méthode quantitative AMT
(3), permet, à partir d'une seule et même analyse, d'identifier
et de quantifier les protéines du chloroplaste.
Les chercheurs ont également poussé plus loin l'analyse
protéomique et déterminé la localisation des protéines
de la base dans les sous compartiments en utilisant la méthode
dite de Spectral Count (4). Ils ont caractérisé en particulier
les protéines de l'enveloppe du chloroplaste. Ainsi, près
de 500 protéines (sur les 1 323 protéines identifiées)
sont en fait situées dans l'enveloppe alors qu'elles ne représentent
en masse que 1 à 2% des protéines du chloroplaste.
AT_Chloro est unique par la précision de ses données expérimentales
(masse exacte des peptides, temps de rétention dans le spectromètre
de masse) qui vont donner aux chercheurs la possibilité de réaliser
des analyses des protéomes chloroplastiques en utilisant des technologies
moins complexes et moins consommatrices de temps et d'argent. De plus,
elle offre désormais à la communauté scientifique
la possibilité d'effectuer des requêtes pour initier des
analyses quantitatives sur des protéines présentes dans
les divers compartiments des chloroplastes d'Arabidopsis thaliana. Son
utilisation permettra des avancées dans des domaines aussi variés
que l'adaptation des plantes aux perturbations de leur environnement (contamination
par des métaux lourds, cultures en milieux carencés, variations
de température ou de teneur en CO2), ou l'amélioration de
la biomasse végétale pour des applications dans les domaines
de l'énergie ou de la chimie verte.
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Copyright EDyP/CEA représentation schématique de l'intérieur d'un chloroplaste. Il contient trois compartiments principaux. Le système membranaire interne (thylacoïdes, en vert) est essentiellement le siège de la phase lumineuse de la photosynthèse. Ces thylacoïdes baignent dans un milieu intra-chloroplastique (le stroma) qui est le siège de nombreux métabolismes essentiels, en particulier la fixation du CO2 (phase dite sombre de la photosynthèse). L'enveloppe (la double membrane qui délimite l'organite, de couleur jaune) contrôle principalement les échanges entre le chloroplaste et les autres compartiments de la cellule végétale |
Accès à la base AT_Chloro
http://www.grenoble.prabi.fr/protehome/grenoble-plant-proteomics/
Notes :
(1) Laboratoire d'Etude de la dynamique des protéomes
(CEA - Inserm U880 – UJF) et Laboratoire de Physiologie cellulaire
végétale (UMR CNRS 5168 - CEA - Inra – UJF) de l'iRTSV,
Institut de recherches en technologies et sciences pour le vivant, Direction
des sciences du vivant, Grenoble.
(2) Le chloroplaste est une structure cellulaire, siège de la photosynthèse
chez les végétaux.
(3) La méthode AMT (Accurate Mass and time Tags) repose sur l'utilisation
de la spectrométrie de masse à transformée de Fourier,
qui permet de déterminer avec une très grande précision
la masse des peptides provenant des protéines après digestion
par la trypsine.
(4) La méthode dite de Spectral Count permet de mesurer de manière
semi-quantitative l'abondance relative des protéines d'un échantillon
à partir du nombre de fois où les peptides d'une protéine
ont été analysés (ou fragmentés) par le spectromètre
de masse.
Références :
AT_CHLORO: A comprehensive chloroplast proteome database with
subplastidial localization and curated information on envelope proteins.
Ferro M, Brugière S, Salvi D, Seigneurin-Berny D, Court M, Moyet
L, Ramus C, Miras S, Mellal M, Le Gall S, Kieffer-Jaquinod S, Bruley C,
Garin J, Joyard J, Masselon C, Rolland N. Mol. Cell. Proteomics, online,
2010
Ce projet a été réalisé dans le cadre du programme
Génoplante (ANR), et la base de données est hébergée
par l'INRIA (serveur PRABIG).
Contact presse :
Damien Larroque
01 64 50 20 97
damien.larroque@cea.fr
Contacts chercheurs :
Norbert Rolland
04 38 78 49 86
norbert.rolland@cea.fr
Myriam Ferro
04 38 78 25 49
myriam.ferro@cea.fr
