Caractérisation du protéome membranaire de Medicago truncatula au cours de la symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA)

Benoît Valot, Gwénaëlle Bestel-Corre, Eliane Dumas-Gaudot, Silvio Gianinazzi,
UMR 1088 BBCE-IPM, INRA-CMSE Domaine d'Epoisses BP 86510, 21065 DIJON cedex, FRANCE

L'approche protéomique a déjà permis avec succès l'identification de protéines solubles exprimées respectivement lors des symbioses mycorhizienne et rhizobienne chez la plante modèle Medicago truncatula (Bestel-Corre et al. 2002). Par la même approche, nous avons entrepris la caractérisation des protéines membranaires impliquées dans la symbiose mycorhizienne à arbuscules (MA). En effet, ce processus se traduit par un transfert d'éléments entre le champignon et les racines de la plante hôte : le champignon acquiert le carbone sous forme organique tandis que la plante obtient un gain en phosphore et en autres éléments minéraux du sol. Ce transfert s'effectue principalement au niveau d'une structure particulière des hyphes appelée arbuscule, formée dans les cellules corticales de la racine. A ce niveau, la structure de la paroi fongique subit de profondes modifications, tandis que la membrane plasmique végétale se différencie en membrane périarbusculaire.
Les plantes, inoculées au non avec le champignon MA Glomus intraradices [N. C. Schenck & G. S. Smith (DAOM 181 602)], sont prélevées au maximum d'arbuscules fonctionnels. La fraction microsomale pourra être enrichie en membrane plasmique, contenant pour les plantes mycorhizées la membrane périarbusculaire, par un système de partition en deux phases aqueuses (Larsson et al. 1988). Les protéines contenues dans ces fractions membranaires sont extraites par un mélange de solvants organiques chloroforme/méthanol (C/M) (Ferro et al. 2000). Les protéines les plus hydrophobes, solubles dans le C/M sont séparées en électrophorèse mono-dimensionnelle SDS-PAGE (Chua 1980), tandis que les protéines les moins hydrophobes, insolubles dans le C/M sont séparées en électrophorèse bi-dimensionnelle, suivant leur point isoélectrique dans la première dimension sur gradient de pH immobilisé, puis suivant leur masse moléculaire dans la deuxième dimension sur gel dénaturant à 12% de polyacrylamide.
La comparaison des profils protéiques après coloration devrait permettre de trouver des polypeptides membranaires nouvellement exprimés ou régulés lors de la symbiose MA. Ceux-ci seront ultérieurement identifiés après analyse en spectrométrie de masse.
Bestel-Corre G, Dumas-Gaudot E, Poinsot V, Dieu M, Dierick JF, van Tuinen D, Remacle J, Gianinazzi-Pearson V et Gianinazzi S (2002). Proteome analysis and identification of symbiosis-related proteins from Medicago truncatula Gaertn. by two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry. Electrophoresis 23 (1) : 122-137.
Chua NH (1980). Electrophoretic analysis of chloroplast proteins. Methods Enzymol. 69 : 434-446.
Ferro M, Seigneurin-Berny D, Rolland N, Chapel A, Salvi D, Garin J et Joyard J (2000). Organic solvent extraction as a versatile procedure to identify hydrophobic chloroplast membrane proteins. Electrophoresis 21 (16) : 3517-26.
Larsson C, Widell S et Kjellbom P (1988). Preparation of high-purity plasma membranes. Methods Enzymol. 148 : 558-568.