Phosphoprotéomique de la chromatine : un nouvel outil pour identifier les substrats nucléaires de MAP Kinases

Les mitogen-activated protein kinases (MAPKs) sont des protéines kinases présentes chez les organismes eucaryotes et qui forment des modules de signalisation avec des MAPK kinases (MAP2Ks) et des MAP2K kinases (MAP3Ks). Chez les plantes, ces modules MAPKs sont impliqués dans la signalisation de nombreux stress biotiques et abiotiques, ainsi que dans des processus développementaux. En particulier, les MAPKs MPK3, MPK4 et MPK6 de la plante Arabidopsis thaliana sont des acteurs clés de la signalisation immunitaire. Ces trois MAPKs sont par ailleurs localisées dans différents compartiments subcellulaires, et notamment dans le noyau des cellules (Bigeard and Hirt, FPS 2018), ce qui suggère que ces protéines kinases ont des substrats nucléaires.

Dans une étude récemment publiée dans PNAS (Rayapuram et al., PNAS 2021), fruit d’une large collaboration impliquant l’équipe Stress Signaling de l’IPS2, les auteurs ont mené une approche phosphoprotéomique de la chromatine, en réponse ou non à un éliciteur bactérien (le peptide flg22), dans des plantes sauvages et mutantes pour mpk3, mpk4 et mpk6. Cette approche a permis d’identifier des substrats candidats de ces trois MAPKs, impliqués notamment dans des fonctions de régulation transcriptionnelle et d’organisation de la chromatine. Parmi ces candidats substrats, les auteurs ont sélectionné le facteur de transcription AHL13 (de la famille « AT-hook motif containing nuclear localized DNA-binding protein ») pour en faire une analyse fonctionnelle plus approfondie. Ils ont montré que AHL13 est impliqué dans la réponse immunitaire, et en particulier, via une approche transcriptomique, que AHL13 régule des facteurs clés de la signalisation et de la biosynthèse de l’acide jasmonique. En outre, les auteurs ont démontré que la phosphorylation de AHL13 par les MAPKs immunes régule la stabilité de la protéine et ainsi ses fonctions dans l’immunité.

Plus largement, les substrats candidats de ces trois MAPKs immunes, identifiés dans cette étude, constituent autant d’hypothèses de travail pour mieux comprendre comment ces MAPKs permettent à la plante de mettre en place une réponse immunitaire adaptée.