Agenda En savoir plus

Signalisation cellulaire et endomembranes

Personnel du RDP


(33)4 72 72 86 09

Marie-Cécile CAILLAUD

04 72 72 86 08


(33) 4 72 72 89 85

Thierry GAUDE

(33) 4 72 72 86 09

Christine MIEGE

(33) 4 72 72 86 09

Vincent BAYLE

(33) 4 72 72 86 10

Frédérique ROZIER

(33) 4 72 72 86 05


(33) 4 72 72 39 59

Alexis Lebecq

Thèse ENS - Moniteur



Chloé Beziat

(33) 4 72 72 86 12
Postdoc (EMBO fellowship)

Gwennogan Dubois

Thèse (CNRS)


Smokvarska M, Jaillais Y, Martinière A "Function of membrane domains in Rho-Of-Plant signaling". Plant Physiology (2021)

Dubois GA and Jaillais Y "Anionic phospholipid gradients : an uncharacterized frontier of the plant endomembrane network". Plant Physiology (2021)

Bayle V, Fiche JB, Burny C, Platre MP, Nollmann M, Martinière A, Jaillais Y. "Single-particle tracking photoactivated localization microscopy of membrane proteins in living plant tissues.". Nature Protocols (2021)
PMID : 33627844

Fobis-Loisy I, Jaillais Y "Feeling the pressure : A mechanical tale of the pollen tube journey through the pistil". Dev Cell 56 873-875 (2021)
PMID : 33823132

Kodera C, Just J, Da Rocha M, Larrieu A, Riglet L, Legrand J, Rozier F, Gaude T, Fobis-Loisy I. "The molecular signatures of compatible and incompatible pollination in Arabidopsis". BMC Genomics. 22 268 (2021)
PMID : 33853522

Riglet L, Rozier F, Fobis-Loisy I, Gaude T. "KATANIN and cortical microtubule organization have a pivotal role in early pollen tube guidance". Plant Signal Behav. 16 (2021)
PMID : 33960266

Doumane M, Lebecq A, Colin L, Fangain A, Stevens FD, Bareille J, Hamant O, Belkhadir Y, Munnik T, Jaillais Y, Caillaud MC. "Inducible depletion of PI(4,5)P2 by the synthetic iDePP system in Arabidopsis.". Nature Plants 7 587-597 (2021)
PMID : 34007035

Noack LC, Bayle V, Armengot L, Rozier F, Mamode-Cassim A, Stevens FD, Caillaud MC, Munnik T, Mongrand S, Pleskot R, Jaillais Y. "A nanodomain-anchored scaffolding complex is required for the function and localization of phosphatidylinositol 4-kinase alpha in plants". Plant Cell (2021)
PMID : 34010411

Platre MP, Jaillais Y. " Exogenous treatment of Arabidopsis seedlings with lyso-phospholipids for the inducible complementation of lipid mutants". STAR Protoc. 2 1-13 (2021)
PMID : 34223200

Ito Y, Esnay N, Platre MP, Wattelet-Boyer V, Noack LC, Fougère L, Menzel W, Claverol S, Fouillen L, Moreau P, Jaillais Y, Boutté Y. "Sphingolipids mediate polar sorting of PIN2 through phosphoinositide consumption at the trans-Golgi network". Nat Commun. 12 1-18 (2021)
PMID : 34257291

Novikova DD, Korosteleva AL, Mironova V, Jaillais Y. "Meet your MAKR : the membrane-associated kinase regulator protein family in the regulation of plant development". FEBS J. (2021)
PMID : 34288456


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PMID : 31148039

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PMID : 31163141

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PMID : 31580918

Jaillais Y, Ott T. "The Nanoscale Organization of the Plasma Membrane and Its Importance in Signaling : A Proteolipid Perspective.". Plant Physiol. 182 1682-1696 (2020)
PMID : 31857424

Qin L, Zhou Z, Li Q, Zhai C, Liu L, Quilichini TD, Gao P, Kessler SA, Jaillais Y, Datla R, Peng G, Xiang D, Wei Y. "Specific Recruitment of Phosphoinositide Species to the Plant-Pathogen Interfacial Membrane Underlies Arabidopsis Susceptibility to Fungal Infection". Plant Cell. 32 1665-1688 (2020)
PMID : 32156686

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PMID : 32442391

Galvan-Ampudia CS, Cerutti G, Legrand J, Brunoud G, Martin-Arevalillo R, Azais R, Bayle V, Moussu S, Wenzl C, Jaillais Y, Lohmann JU, Godin C, Vernoux T. "Temporal integration of auxin information for the regulation of patterning.". Elife 9:e55832 (2020)
PMID : 32379043

Boutté Y, Jaillais Y. "Metabolic Cellular Communications : Feedback Mechanisms between Membrane Lipid Homeostasis and Plant Development.". Dev Cell. (2020)
PMID : 32502395

Rozier F, Riglet L, Kodera C, Bayle V, Durand E, Schnabel J, Gaude T, Fobis-Loisy I. "Live-cell imaging of early events following pollen perception in self-incompatible Arabidopsis thaliana.". J Exp Bot. 71 2513-2526 (2020)
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PMID : 32461267

Doumane M, Caillaud MC. "Assessing Extrinsic Membrane Protein Dependency to PI4P Using a Plasma Membrane to Endosome Relocalization Transient Assay in Nicotiana benthamiana.". Methods Mol Biol 2177 95-108 Springer (2020)
PMID : 32632808

Lucie Riglet, Frédérique Rozier, Chie Kodera, Simone Bovio, Julien Sechet, Isabelle Fobis-Loisy, Thierry Gaude "KATANIN-dependent mechanical properties of the stigmatic cell wall mediate the pollen tube path in Arabidopsis". Elife 9:e57282 (2020)
PMID : 32867920

Mehdi Doumane, Léia Colin, Alexis Lebecq, Aurélie Fangain, Joseph Bareille, Olivier Hamant, Youssef Belkhadir, Yvon Jaillais#, Marie-Cécile Caillaud# "PREPRINT - iDePP : a genetically encoded system for the inducible depletion of PI(4,5)P2in Arabidopsis thaliana". bioRxiv (2020)

M. Smokvarska*, C. Francis*, M.P. Platre*, J.B. Fiche, C. Alcon, X. Dumont, P. Nacry, V.Bayle, M. Nollmann, C. Maurel, Y. Jaillais, A. Martiniere# A plasma membrane nanoplatform ensures signal specificity during osmotic signaling in plants. "A plasma membrane nanodomain ensures signal specificity during osmotic signaling in plants.". Current Biology (2020)

Yoko Ito*, Nicolas Esnay*, Matthieu Pierre Platre, Lise C. Noack, Wilhelm Menzel,Stephane Claverol, Patrick Moreau, Yvon Jaillais, Yohann Boutté# "PREPRINT - Sphingolipids mediate polar sorting of PIN2 through phosphoinositide consumption at the trans-Golgi Network". bioRxiv (2020)

Marquès-Bueno MM*, Armengot L*, Noack LC, Bareille J, Rodriguez L, Platre MP, Bayle V, Liu M, Opdenacker D, Vanneste S, Möller BK, Nimchuk ZL, Beeckman T, Caño-Delgado AI, Friml J, Jaillais Y#. "Auxin-Regulated Reversible Inhibition of TMK1 Signaling by MAKR2 Modulates the Dynamics of Root Gravitropism". Current biology (2020)
PMID : 33157019


Platre, M.P., Bayle, V., Armengot, L., Bareille, J., Marques-Bueno, M.M., Creff, A., Maneta-Peyret, L., Fiche, J.B., Nolmann, M., Miège, C., Moreau, P., Martinière, A., and Jaillais, Y "Developmental control of plant Rho GTPase nano-organization by the lipid phosphatidylserine.". Science 5 57-62 (2019)
PMID : 30948546

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Martinière, A.F.*#, Fiche, J.B.#; Smokvarska, M.; Mari, S.; Alcon, C.; Dumont, X.; Hematy, K.; Jaillais, Y.; Nollmann, M.; Maurel, C "Osmotic stress activates two ROS pathways with distinct impacts on protein nanodomains and diffusion. ". Plant Physiology in press (2019)
Durand, T.C., Cueff, G., Godin, B., Valot, B., Clement, G., Gaude, T.*, and Rajjou, L*. "Combined Proteomic and Metabolomic Profiling of the Arabidopsis thaliana vps29 Mutant Reveals Pleiotropic Functions of the Retromer in Seed Development.". Int J Mol Sci (2019)
Laura Lorenzo-Orts, Witthoeft, J.; Deforges, J.; Martinez, J.; Loubéry, S.; Placzek, A.; Poirier, Y.; Hothorn, L.A.; Jaillais, Y.; Hothorn, M*. "Concerted expression of a cell-cycle regulator and a metabolic enzyme from a bicistronic transcript in plants. ". Nature Plants 5 184-193 (2019)
PMID : 30737513


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Gronnier J, Crowet JM, Habenstein B, Nasir MN, Bayle V, Hosy E, Platre MP, Gouguet P, Raffaele S, Martinez D, Grelard A, Loquet A, Simon-Plas F, Gerbeau-Pissot P, Der C, Bayer EM, Jaillais Y, Deleu M, Germain V, Lins L, Mongrand S. Structural basis for plant plasma membrane protein dynamics and organization into functional nanodomains. Elife. 2017 Jul 31 ;6. pii : e26404. doi : 10.755 4/eLife.2604. PMID : 28758890

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"Marquès-Bueno MM*, Morao AK*, Cayrel A*,...". (2016)
Marquès-Bueno MM*, Morao AK*, Cayrel A*, Platre MP, Barberon M, Caillieux E, Colot V, Jaillais Y#, Roudier F#, Vert G#. A versatile Multisite Gateway-compatible promoter and transgenic line collection for cell type-specific functional genomics in Arabidopsis. Plant J. 2016 Jan ;85(2):320-33. doi : 10.1111/tpj.13099. PMID : 266629

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"Kareem Elsayad*, Stephanie Werner*, Marçal...". (2016)
Kareem Elsayad*, Stephanie Werner*, Marçal Gallemí, Jixiang Kong, Edmundo R. Sánchez Guajardo, Lijuan Zhang, Yvon Jaillais, Thomas Greb, and Youssef Belkhadir, Mapping the subcellular mechanical properties of live cells in tissues with fluorescence emission–Brillouin imaging. Sience Signaling. Jul 2016 : Vol. 9, Issue 435, pp. rs5. DOI : 10.1126/scisignal.aaf6326/

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"Durand E, Méheust R, Soucaze M, Goubet PM,...". (2014)
Durand E, Méheust R, Soucaze M, Goubet PM, Gallina S, Poux C, Fobis-Loisy I, Guillon E, Gaude T, Sarazin A, Figeac M, Prat E, Marande W, Bergès H, Vekemans X, Billiard S, Castric V. Dominance hierarchy arising from the evolution of a complex small RNA regulatory network. Science. 2014 Dec 5 ;346(6214):1200-5.


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Caillaud MC, Asai S, Rallapalli G, Piquerez S, Fabro G, Jones JD. A downy mildew effector attenuates salicylic Acid-triggered immunity in Arabidopsis by interacting with the host mediator complex. PLoS Biol. 2013 Dec ;11(12):e1001732

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Lien vers le site web de l’équipe SiCE

L’équipe se concentre essentiellement sur les mécanismes qui contrôlent la communication cellulaire chez les plantes.

La croissance et le développement des plantes sont régulés par des programmes de développement endogènes et par l’environnement. L’équipe Signalisation Cellulaire (SICE) s’intéresse aux mécanismes moléculaires et cellulaires qui régulent la transduction du signal et la communication cellulaire chez les plantes. Nous utilisons l’espèce modèle Arabidopsis thaliana comme plante d’étude, qui est un organisme idéal pour mener des approches de biologie intégrative, de génétique, de biologie cellulaire et pour étudier les bases moléculaires de la signalisation.

L’équipe Signalisation Cellulaire est organisée autour de trois thématiques de recherche, qui ont pour fil directeur la signalisation par récepteur kinase et le rôle du trafic intracellulaire dans la signalisation.

Ces trois thématiques de recherche sont :

 Dialogue moléculaire au cours des interactions pollen-pistil

 Signalisation des lipides dans la division cellulaire des plantes et l’organogenèse

 Signalisation lipidique dans le développement des plantes et leurs intéractions avec l’environnement

La réponse d’auto-incompatibilité

Responsable : Isabelle Fobis-Loisy - Thierry Gaude

L’une des barrières principales à l’autofécondation est l’auto-incompatibilité (AI) permettant à l’organe reproducteur femelle, le pistil, de discriminer le pollen « soi » du pollen « non-soi ». Chez les Brassicacées, la reconnaissance du pollen « soi » repose sur une interaction allèle-spécifique entre un récepteur et son ligand. Le gène SRK (S-locus Receptor Kinase) code un récepteur transmembranaire à activité kinase exprimé spécifiquement dans les cellules épidermiques du pistil (papilles stigmatiques). Le gène SCR (S-locus Cysteine Rich) code un peptide sécrété d’environ 80 résidus, localisé dans la paroi du grain de pollen. Lors de l’autopollinisation, le peptide SCR traverse la paroi des papilles stigmatiques pour atteindre le récepteur SRK provoquant alors son autophosphorylation et l’activation de la voie de transduction conduisant au rejet du pollen.
Nous avons récemment montré par immunolocalisation, que le récepteur SRK est majoritairement présent dans des endosomes et que seule une petite fraction est détectée au niveau de la membrane plasmique (Ivanov & Gaude, 2009). Cependant, cette faible proportion de SRK à la membrane semble être suffisante pour fixer le ligand ; le récepteur SRK est alors rapidement internalisé après perception du signal.

Nous voulons désormais aborder les questions suivantes :
 Quel est le rôle de l’endocytose et du trafic de SRK dans la réponse d’AI ?
 Comment une papille stigmatique peut-elle discriminer en même temps auto- et allo-pollen ?
 Quels sont les mécanismes qui régulent la morphogenèse et la polarité des papilles stigmatiques ?

Signalisation des lipides dans la division cellulaire des plantes et l’organogenèse

Responsable : Marie-Cecile Caillaud

Comment les cellules végétales positionnent-elles leur plan de division au cours de la morphogenèse ?

JPEGAu cours du cycle de vie de tout organisme multicellulaire, la division cellulaire contribue à la production de cellules spécialisées, nécessaires à la formation des tissus et à la réalisation de fonctions particulières. Par conséquent, les mécanismes de la division cellulaire doivent être étroitement régulés, car des dysfonctionnements dans leur contrôle peuvent conduire à la formation de tumeurs ou à des défauts de développement. Cela est particulièrement vrai chez les plantes terrestres, où les cellules ne peuvent pas migrer et par conséquent, la cytokinèse est la clé de la morphogenèse. Chez les plantes, la division cellulaire est réalisée de manière radicalement différente de celle des animaux, avec l’apparition de nouvelles structures (plaque cellulaire, phragmoplaste et la bande préprophase (PPB) de microtubules) et la disparition de mécanismes ancestraux (clivage, centrosomes).

Une caractéristique cruciale de la division cellulaire est la façon dont les cellules positionnent leur plan de division. Cela a encore plus d’importance pour les organismes à parois, car leurs cellules sont incrustées et ne peuvent pas se déplacer. La mémoire du plan de division cellulaire est maintenue tout au long de la division cellulaire végétale par un repère situé à la périphérie équatoriale de la cellule. Des données récentes montrent que les lipides membranaires tels que les phosphoinositides (PIP) sont importants pour l’orientation de la division cellulaire chez les plantes. Les phosphoinositides sont des régulateurs omniprésents de la transduction de signaux dans les cellules eucaryotes. Ils sont produits par la mono-, la bis- et la trisphosphorylation du groupement inositol du phosphatidylinositol. En raison de leur nature chargée, les phosphoinositides peuvent créer des sites d’encrage à la membrane pour les protéines (par exemple pour des régulateurs du cytosquelette et du trafic) définissant ainsi des domaines membranaires spécifiques.

Nous étudions actuellement l’interaction entre les phosphoinositides et le cytosquelette lors de la division des cellules végétales en utilisant Arabidopsis et les cellules BY2 comme modèles.

Nous voulons maintenant aborder :
 Comment le patron de distribution des phosphoinositides est organisé au niveau de la membrane plasmique des cellules en division ?
 Quel est l’impact de la perturbation locale de la structuration des phosphoinositides lors de la division cellulaire ?
 Quels sont les composants en amont responsables de la distribution des phosphoinositides lors de la division ?

Les résultats des recherches en cours permettront de mieux comprendre les mécanismes de signalisation qui associent métabolisme du PIP et division cellulaire, ce dernier étant fondamental pour la régulation de la croissance des organismes.

Signalisation lipidique dans le développement des plantes et leurs intéractions avec l’environnement

Responsable : Yvon Jaillais

Comment les cellules communiquent-elles entre elles et avec l’environnement ?

Les plantes sont fixées au sol. Elles doivent donc adapter constamment leur croissance et leur architecture en fonction des changements de leur environnement. Au sein de l’organisme, les cellules intègrent en permanence ces signaux, les traduisent en décisions cellulaires qui vont déterminer le destin de la cellule et permettre de former de nouveaux organes ou de changer leur forme. Pour cela, les cellules sont équipées de molécules, appelées récepteurs, qui permettent la communication entre cellules.

La membrane plasmique est un compartiment clefs dans la signalisation cellulaire et pour les échanges avec le milieu extérieur. Les phospholipides anioniques (e.g. phosphatidylinositol phosphates ou PIP) sont des lipides minoritaires mais qui ont un rôle crucial pour établir l’identité de la membrane plasmique (par le recrutement de protéines interagissant spécifiquement avec ces lipides, mais aussi de par leurs propriétés biophysiques particulières). De plus, leur production est très finement régulée, à la fois dans le temps et dans l’espace, ce qui en font des régulateurs clefs de la signalisation cellulaire.

Nous abordons les questions suivantes :

 Quels sont les lipides anioniques qui contrôlent l’organisation de la membrane plasmique et comment ?
 Quelles sont les fonctions des lipides anioniques dans la signalisation hormonale ? (e.g. brassinosteroid et auxin)
 Comment les lipides anioniques orchestrent-ils le traffique membranaire et la polarité cellulaire ?
 Comment l’homéostasie des lipides anioniques est-elle dynamiquement régulée par les variations de l’environnement de la plante et contribue ainsi à son adaptation ?

Membres de l'équipe SiCE


Christine Miège - MCF, ENS Lyon
Frédérique Rozier - AI - CNRS
Isabelle Fobis-Loisy - CR, CNRS
Marie-Cécile Caillaud - CR, CNRS
Thierry Gaude - DR CNRS
Vincent Bayle - IR2, CNRS
Yvon Jaillais - DR (Groupe leader), CNRS

Chloé Beziat (EMBO long term fellow)

Aurélie Fangain

Lise Noack - Doctorante - ENS Lyon
Gwennogan Dubois - Doctorant - CNRS
Alexis Lebecq - Doctorant - ENS Lyon
Alisée Pete-Bonneton - Master 2