Analyse pangénomique des protéines DWD dans le soja (Glycine max) : importance de l’interaction entre Gm08DWD et GmMYB176 dans la biosynthèse des isoflavonoïdes
Citation
Bian, S., Li, X., Mainali, H., Chen, L. and Dhaubhadel, S. (2017) Genome-wide analysis of DWD proteins in soybean (Glycine max): Significance of Gm08DWD and GmMYB176 interaction in isoflavonoid biosynthesis. PLoS One, Jun 6; 12(6):e0178947. doi: 10.1371/journal.pone.0178947
Résumé en langage clair
Les isoflavonoïdes sont un groupe diversifié de métabolites spécialisés présents dans les plants de légumineuses plus particulièrement, qui s'accumulent dans les graines de soja pendant le développement des graines. Ils jouent un rôle important dans l'interaction entre les végétaux et l'environnement, ainsi que dans la santé humaine et la nutrition. Plusieurs études cliniques ont trouvé une corrélation entre un régime riche en soja et la réduction des risques de cancers hormono-dépendants, des risques de maladies cardiovasculaires, des symptômes de la ménopause, etc. La quantité d'isoflavonoïdes présents dans les graines de soja varie en fonction de facteurs génétiques et environnementaux qui ne sont pas entièrement élucidés. Auparavant, nous avons trouvé un gène GmMYB176 dans le soja dont le produit protéique contrôle la biosynthèse des isoflavonoïdes. Ici, nous avons découvert une autre protéine Gm08DWD qui peut interagir avec GmMYB176 pour réguler la synthèse des isoflavonoïdes. Cette découverte est importante, car elle permet de manipuler la concentration d'isoflavonoïdes dans le soja ou d'introduire ce composé dans des végétaux autres que les légumineuses.
Résumé
Un sous-ensemble de protéines WD40 présentant le motif DWD a été proposé pour servir de récepteur de substrat du complexe DDB-CUL4-ROC1, participant ainsi à la dégradation des protéines par l'intermédiaire de l'ubiquitination. Ici, nous avons trouvé au total 161 protéines DWD potentielles dans le soja (Glycine max) en comparant le motif DWD avec les répétitions de WD40 à l'échelle du génome et les avons classées en 20 groupes selon leurs annotations et domaines fonctionnels. Ces gènes DWD putatifs chez le soja présentaient des profils d'expression propres au tissu, et la localisation de leur génome et l'analyse de la relation évolutive ont permis de cerner 48 gènes dupliqués à l'intérieur des 161 protéines GmDWD. Nous avons découvert auparavant que, parmi les 161 protéines DWD de soja, la protéine Gm08DWD interagissait avec un régulateur d'isoflavonoïde, GmMYB176. Par conséquent, Gm08DWD et son homologue Gm05DWD ont fait l'objet d'études plus poussées. Le profil d'expression des deux gènes dans différents tissus du soja a révélé que Gm08DWD était exprimé plus en amont, dans l'embryon, tandis que Gm05DWD présentait une accumulation maximale des transcrits dans les feuilles. Nos études d'interactions protéine-protéine ont montré queGm08DWD interagit avec GmMYB176. Bien que Gm08DWD ait été localisé à la fois dans le noyau et dans le cytoplasme, le complexe résultant de Gm08DWD et de GmMYB176 a été principalement observé dans le noyau. Ce résultat est conforme à la localisation fonctionnelle du complexe ligase CUL4-E3. En conclusion, l'étude sur la protéine DWD potentielle du soja est une référence utile pour la suite de l'étude fonctionnelle de sa capacité de liaison au DDB1. D'après l'étude fonctionnelle de Gm08DWD, nous présumons que l'interaction protéine-protéine entre Gm08DWD et GmMYB176 peut entraîner la dégradation de GmMYB176 par le complexe CUL4-DDB1.Introduction