Le groupe des recherches protéiques
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| Gel 2-DE coloré à l’argent de protéines de graines d’Arabidopsis en germination |
Les protéines effectuent la plupart des fonctions biologiques sur la terre. C'est une tâche énorme que de comprendre les protéines et les gènes qui les codifient. D'ailleurs aujourd'hui, la fonction de la plupart des protéines est méconnue ou inconnue.
La recherche effectuée par ce groupe se concentre sur trois domaines : la fonction, la structure et la modification des protéines.
La régulation de l'expression génétique des plantes
La croissance, le développement et le métabolisme des plantes, y inclus les réponses biotiques et abiotiques au stress, exigent tous une expression à temps de grands ensembles de gènes. Cette fonction est gérée par un group de protéines appelées les facteurs de transcription (ou FT).
Le groupe applique des outils génomiques et biochimiques pour identifier les FT qui contrôlent les voies d'importance agronomique, comprendre la façon par laquelle celles-ci sont régulées et les modifier en vue d'améliorer les cultures.
Notre but principal est l'analyse fonctionnelle de NPR1, un régulateur important des réponses inductibles de défense chez les plantes. À noter que nous avons démontré que NPR1 agit en tant que nouveau co-facteur pour moduler les activités d'un groupe interactif de FT connus sous le nom de facteurs TGA.
Personne-contact: Dr Pierre Fobert à Pierre.Fobert@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-5587.
L'identification des protéines par la spectrométrie de masse
Il n'y a pas que l'expression des gènes végétaux qui varie lors de la croissance et du développement des plantes. Les protéines produites, ou exprimées, par un organisme peuvent aussi changer en fonction de conditions telles que le stress et la maladie. L'identification de ces protéines exprimées de façon différentielle nous aide à mieux comprendre les processus biologiques impliqués et à développer des cibles protéiques pour la régulation et la pharmacothérapie. Cette approche, la protéomique, est maintenant utilisée pour développer des stratégies pour réguler la croissance, la tolérance au stress et la résistance aux pathogènes chez les plantes, et pour le diagnostic, le traitement et la prévention de maladies humaines. La spectrométrie de masse (SM) en combinaison avec des méthodes de séparation telles que l'électrophorèse en gel de polyacrylamide (PAGE) et la chromatographie liquide à haute performance (CLHP), est une technologie clé pour l'identification de protéines et pour l'étude de leur expression dans les tissus biologiques. En profitant de techniques telles que la SM de désorption-ionisation par impact laser assistée par matrice (MALDI) et l'ionisation par électronébulisation – spectrométrie de masse en tandem (ESI-SM/SM), nous développons de nouvelles méthodes d'identification pour les protéines complexes et modifiées en post-traduction, exprimées de façon différentielle qui seraient d'intérêt à l'IBP et à d'autres chercheurs.
Personne-contact: Dr Andrew Ross à Andrew.Ross@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-6173.
Un marqueur de gène universel
La chaperonineLes protéines de chaperonine sont présentes dans presque tous les organismes vivants. Le gène contient deux régions flanquantes qui sont identiques dans toutes les espèces. Cependant, l'information génétique qui se retrouve entre les régions flanquantes est unique. Voilà qui rend les séquences génétiques de chaperonine utiles dans l'identification, le catalogage et l'énumération de microorganismes. Nous développons des outils moléculaires pour cette raison. Une base de données de chaperonine a été créée et subit actuellement une expansion pour atteindre l'envergure du projet RDP, ou base de données séquentielles de l'ARN ribosomal.
Personne-contact: Dr Sean Hemmingsen à Sean.Hemmingsen@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-5242.
La biochimie de la vitamine A
Les dioxygénases de clivage des caroténoïdesLa pro-vitamine A, aussi connue sous le nom de bêta-carotène, est membre d'une grande famille de pigments rouges et jaunes appelés caroténoïdes. Chez les humaines, le bêta-carotène est clivé pour produire la molécule active de vitamine A, importante pour la vision et le développement. Chez les plantes, des réactions semblables de clivage ont lieu pour une variété de caroténoïdes différents, produisant d'importantes molécules d'apocaroténoïdes incluant les hormones végétales qui contrôlent le développement et la composition des graines, ainsi que les réponses au stress. Plusieurs de ces apocaroténoïdes sont aussi à la base de saveurs alimentaires et d'odeurs importantes.
Les réactions de clivage qui produisent ces molécules importantes d'apocaroténoïdes sont catalysées par une famille d'enzymes appelés dioxygénases de clivage de caroténoïdes. Nous sommes intéressés à étudier la structure et la fonction de ces enzymes par rapport à leur capacité de capter le potentiel de biosynthèse des apocaroténoïdes.
Personne-contact: Dr Michele Loewen à Michele.Loewen@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-6823.
De nouveaux outils pour les protéines membranaires
Des méthodes d'analyse structurale des protéines membranairesLes protéines membranaires, qui comptent pour plus d'environ 70% de toutes les cibles connues de médicaments, représentent une famille de protéines extrêmement difficile à étudier. Ceci est dû aux incompatibilités entre ces protéines amphipathiques (semi hydrosolubles/semi liposolubles) et les technologies courantes utilisées dans la production, la purification et l'analyse de structures protéiques. Nous utilisons une variété de cibles de protéines membranaires de levures et de plantes comme systèmes modèles pour le développement de nouvelles technologies à tous les niveaux du processus. Ceci inclut : l'optimisation de systèmes d'expression recombinante de bactéries et d'eucaryotes; l'adaptation des dernières technologies de purification chromatographique aux systèmes solubilisés par un détergent; le développement de variations à haut débit des techniques de cristallisation de protéines membranaires; et les applications de la microscopie à puissance atomique à l'étude des interactions entre protéines.
Personne-contact: Dr Michele Loewen à Michele.Loewen@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-6823.
L'absorption des métaux et la spéciation chez les plantes
Certaines protéines et certains peptides sont impliqués dans l'absorption, le transport et la séquestration de métaux par les plantes. Parmi celles-ci se retrouvent les métallothionéines (MT), une famille de protéines cellulaires qui fixent les métaux dont les fonctions comptent la détoxification et le stockage de métaux lourds. Nous développons des méthodes de SM et à base d'affinité pour isoler et caractériser les protéines produites par Arabidopsis, une espèce modèle, qui fixent les métaux lorsque la plante est exposée au cuivre et à d'autres métaux en vue de mieux comprendre les mécanismes d'absorption et de détoxification chez les plantes. Ces connaissances pourront être combinées avec des approches génétiques pour limiter l'absorption de métaux toxiques dans les espèces de culture et pour développer des plantes pour la biorestauration améliorée de sites contaminés par des métaux.
Personne-contact: Dr Andrew Ross à Andrew.Ross@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-6173.
Les désaturases d'acides gras membraneux
Les désaturases d'acides gras sont des enzymes qui jouent un rôle clé dans le maintien de membranes biologiques en plus de la production d'huiles végétales pour utilisation industrielle et alimentaire. Les désaturases extraits de cyanobactéries et du ver plat C. elegans sont utilisés comme systèmes modèles pour étudier la structure et la fonction de cette grande famille d'enzymes. Plus tard, ces connaissances pourraient être utilisées pour l'amélioration des oléagineuxs tels que le canola et pour produire des huiles conceptualisées pour l'alimentation humaine et pour l'industrie.
Personne-contact: Dr Pat Covello à Pat.Covello@nrc-cnrc.gc.ca
Téléphone: (306) 975-5269.
