L'uranium (radionucléide* naturel) est un contaminant environnemental présent dans certains sols et eaux, notamment à proximité d'activités minières ou nucléaires. Son accumulation peut entraîner des risques potentiels pour les écosystèmes, les agrosystèmes et la santé humaine, car le radionucléide a des effets toxiques chimiques.
Chez les plantes, ses effets toxiques sont connus, mais les mécanismes moléculaires impliqués restent mal compris. Cette étude, portée par des chercheurs du
CEA-Irig/LPCV et autres collaborateurs, apporte une avancée majeure avec l'identification directe des protéines cellulaires ciblées par l'uranium, permettant la mise en évidence d'un nouveau mécanisme de toxicité de l'uranium chez les plantes.
Grâce à une
approche de métalloprotéomique* intégrée combinant chromatographie, spectrométrie de masse et RMN, les chercheurs ont identifié à partir d'extraits cellulaires d'Arabidopsis thaliana 57 protéines capables de se lier à l'uranium. L'une d'elles, GRP7, joue un rôle clé dans la régulation des ARN. L'étude montre que l'uranium se fixe sur deux sites précis de cette protéine et empêche son interaction normale avec les acides nucléiques, perturbant ainsi la régulation de l'expression des gènes.
Pour la protéine GRP7, l’étude révèle que la forme ionisée d’uranium U(VI) se fixe sur deux sites, et interfère avec la liaison des ARN, perturbant ainsi la régulation génique médiée par cette protéine. Cela révèle un tout nouveau mécanisme de toxicité de l’uranium chez les plantes.
© CEA-Irig/LPCV/Metalstress/C. Alban (CC BY license)
Ce travail révèle un mécanisme moléculaire inédit de toxicité de l'uranium chez les plantes. Il ouvre des perspectives pour mieux évaluer les risques environnementaux et développer des stratégies de dépollution des sols par les plantes (phytoremédiation).
Radionucléide* : type d'atome radioactif.
Approche métalloprotéomique* : approche permettant l'étude de l'ensemble des protéines contenant un ou plusieurs ions métalliques d'un organisme ou extrait cellulaire.
Tutelles UMR : Univ. Grenoble Alpes – INRAE – CEA – CNRS
Financements : ANR-17-CE34–0007, GreenU project; ANR-17-EURE-0003, CBH-EUR-GS; ANR-10-INBS- 08–3, the French Proteomics Infrastructure, (ProFI).
Collaborations : IBS, CEA-Irig Grenoble ; UA13 BGE, CEA-Irig Grenoble ; LCBM, CEA-Irig Grenoble; Laboratoire de Spectrométrie de Masse BioOrganique, IPHC UMR 7178, Université de Strasbourg.