Project

Back to overview

Etudier la relation entre polarité et devenir cellulaire en utilisant un modèle développemental adéquat.

English title Revealing connections between polarity maintenance and cell fate in a dynamic developmental system.
Applicant Alassimone Julien
Number 158432
Funding scheme Advanced Postdoc.Mobility
Research institution Stanford University Dept. of Plant Biology
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Cellular Biology, Cytology
Start/End 01.03.2015 - 28.02.2017
Show all

Keywords (9)

Plant; Stomate; Arabidopsis thaliana; Cell Cycle; Cell Division; Cell fate; Differenciation; BASL; Polarity

Lay Summary (French)

Lead
Chez les plantes, les « stomates » jouent le rôle de valves essentielles pour réguler les échanges gazeux et limiter l’évaporation. Ces pores sont répartis à la surface des feuilles et sont formés par une succession de divisions asymétriques. Ce type de division est crucial pour produire des cellules ayant des devenirs cellulaires différents. Des études récentes ont montré qu’une polarisation des cellules précède ce type de divisions. C’est-à-dire que certaines protéines vont s’accumuler dans une zone bien définie à la périphérie des cellules vouées à se diviser. Une forte corrélation a pu être observée entre la localisation de cette zone (zone polaire) et l’orientation de la division. Le but de cette étude est d’étudier cette organisation et de comprendre le lien entre polarité, division cellulaire et devenir cellulaire.
Lay summary

Bien que la division cellulaire et les processus de polarisation aient été étudiés de manière intensive chez les plantes, le lien entre polarité, division cellulaire et devenir cellulaire reste un mystère. Chez Arabidopsis thaliana (la plante modèle par excellence) deux protéines essentielles pour établir la division asymétrique, BASL et BRXL2, ont été localisées dans cette zone polaire. Cette observation confirme l’existence d’un lien étroit entre polarisation et division asymétrique. Il est cependant impossible de savoir si cette polarisation est à l’origine ou est la conséquence de l’établissement de la division. Ce projet vise à suivre de manière dynamique la localisation de BASL et BRXL2 durant le processus de division. Une attention particulière sera portée sur la transmission de ces marqueurs de polarité d’une cellule « mère » aux cellules « filles ». Pour ce faire, je vais utiliser des marqueurs permettant de visualiser seulement un groupe de protéines à travers les divisions. De plus, j’ai développé une approche permettant de restreindre la présence des ces protéines à certaines étapes du cycle cellulaire. Cela permettra de déterminer à quel moment précis du cycle cellulaire ces protéines sont nécessaires, ainsi que de savoir si BASL et BRXL2 agissent avant ou après la division cellulaire. A l’issue de cette étude, nous serons aussi capable d’évaluer si les protéines venant de la cellule « mère » sont à l’origine de la polarisation des cellules « filles » ou si ces dernières organisent leurs polarité de manière indépendante. Enfin, j’ai entrepris un crible génétique visant à identifier de nouvelles protéines impliquées dans la polarisation précédant la division cellulaire asymétrique. Comprendre comment la cellule maintient une caractéristique au cours des divisions pourrait permettre de déterminer comment l’héritage du contenu cellulaire affecte les cellules « filles » et nous renseignerait sur le potentiel de régénération dont une cellule dispose.

Direct link to Lay Summary Last update: 22.01.2015

Responsible applicant and co-applicants

Name Institute

Publications

Publication
Transcriptome dynamics of the stomatal lineage: birth, amplification, and termination of a self-renewing population.
Adrian Jessika, Chang Jessica, Ballenger Catherine E, Bargmann Bastiaan O R, Alassimone Julien, Davies Kelli A, Lau On Sun, Matos Juliana L, Hachez Charles, Lanctot Amy, Vatén Anne, Birnbaum Kenneth D, Bergmann Dominique C (2016), Transcriptome dynamics of the stomatal lineage: birth, amplification, and termination of a self-renewing population., in Developmental cell, 33(1), 107-18.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Prof. Markus Grebe, Posdam University Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
International conference on Arabidopsis Research Poster Revealing connections between polarity maintenance and cell fate in a dynamic developmental system. 05.07.2015 Paris, France Alassimone Julien;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
142757 L'implication de la localisation polaire BASL dans la division cellulaire asymétrique 01.03.2013 Fellowships for prospective researchers

Abstract

Asymmetric cell divisions (ACDs) are crucial to produce cells with distinct fates. In plants, the recent identification of BASL and BRXL2, two polarly localized proteins required for asymmetric cell divisions, highlights the necessity of the establishment of a polar organization of cells preceding an asymmetrical division. Interestingly, specific patterns of BASL localization have been correlated with cell fate acquisition. I aim to unravel connections between polarity establishment, cell division and cell fate decisions. Does BASL drive asymmetric cell divisions or does it follow an earlier developmental landmark? Are polarity cues transmitted to daughter cells? Do inherited pools of BASL determine cell fate? To answer these questions, I will investigate BASL localization over the course of cell division. I have developed photoconvertible BASL reporter lines that are crucial to investigate the connections between membrane and nuclear pools of BASL, as well as BASL inheritance patterns during cell division. Further, to understand whether BASL acts before or after cell division, I developed a novel approach that combines stage-specific protein expression and degradation during the cell cycle. My preliminary results suggest a predominant role of BASL before division. I will refine the timeframe of BASL function to determine when exactly BASL is mandatory to set up the asymmetry of the division. Finally I initiated a forward genetic screen to identify additional polarity determinants that may work with known polarized proteins for ACDs. The results of this work will improve our understanding of how polarity is linked to asymmetric cell division and influences on cell fate decisions.
-