Différentes stratégies (génétique, biochimie et protéomique) peuvent être utilisées pour étudier les protéines impliquées dans la biogenèse cellulaire. La disponibilité des séquences complètes de plusieurs génomes végétaux a permis le développement d'études transcriptomiques. Bien que les modèles d'expression de certains gènes d'Arabidopsis thaliana impliqués dans la biogenèse de la paroi cellulaire aient été identifiés à différents stades physiologiques, une analyse détaillée des microéchantillons de gènes de la paroi cellulaire des plantes n'a été effectuée sur aucun tissu végétal. À l'aide d'outils transcriptomiques et bioinformatiques, nous avons étudié la régulation des gènes de la paroi cellulaire dans les tiges d'Arabidopsis, c'est-à-dire des gènes codant pour des protéines impliquées dans la biogenèse de la paroi cellulaire et des gènes codant pour des protéines sécrétées. Les analyses transcriptomiques des tiges ont été effectuées à trois stades de développement différents, c'est-à-dire les tiges jeunes, intermédiaires et matures. De nombreux gènes impliqués dans la synthèse des composants de la paroi cellulaire tels que les polysaccharides et les monolignols ont été identifiés. Un total de 345 gènes codant pour des protéines sécrétées prédites avec un niveau modéré ou élevé de transcrits ont été analysés en détail. Les protéines codées ont été réparties en 8 classes, en fonction de la présence de domaines fonctionnels prédits. Les protéines agissant sur les glucides et les protéines de fonction inconnue constituaient les deux classes les plus abondantes. D'autres protéines étaient des protéases, des oxydo-réductases, des protéines avec des domaines d'interaction, des protéines impliquées dans la signalisation et des protéines structurelles. Des niveaux d'expression particulièrement élevés ont été établis pour les gènes codant pour les pectines méthylestérases, les protéines de type germinale, les protéines arabinogalactanes, les protéines arabinogalactanes de type fascicline et les protéines structurales. Enfin, les résultats de ces analyses transcriptomiques ont été comparés à ceux obtenus par une analyse protéomique de la paroi cellulaire à partir du même matériau. Seule une faible proportion de gènes identifiés par des analyses protéomiques antérieures a été identifiée par transcriptomique. A l'inverse, seules quelques protéines codées par des gènes ayant des taux de transcrits modérés ou élevés ont été identifiées par protéomique. L'analyse des gènes prédits pour coder les protéines de la paroi cellulaire a révélé qu'environ 345 gènes avaient des niveaux modérés ou élevés de transcrits. Parmi eux, nous avons identifié de nombreux nouveaux gènes éventuellement impliqués dans la biogenèse de la paroi cellulaire. Les écarts observés entre les résultats de cette étude transcriptomique et une étude protéomique antérieure sur le même matériel ont révélé des mécanismes post-transcriptionnels de régulation de l'expression des gènes codant pour les protéines de la paroi cellulaire.

Se pueden utilizar diferentes estrategias (genética, bioquímica y proteómica) para estudiar las proteínas implicadas en la biogénesis celular. La disponibilidad de las secuencias completas de varios genomas vegetales permitió el desarrollo de estudios transcriptómicos. Aunque los patrones de expresión de algunos genes de Arabidopsis thaliana implicados en la biogénesis de la pared celular se identificaron en diferentes etapas fisiológicas, no se ha realizado un análisis detallado de micromatrices de genes de la pared celular vegetal en ningún tejido vegetal. Utilizando herramientas transcriptómicas y bioinformáticas, estudiamos la regulación de los genes de la pared celular en los tallos de Arabidopsis, es decir, genes que codifican proteínas involucradas en la biogénesis de la pared celular y genes que codifican proteínas secretadas. Los análisis transcriptómicos de los tallos se realizaron en tres etapas de desarrollo diferentes, es decir, tallos jóvenes, etapa intermedia y tallos maduros. Se identificaron muchos genes implicados en la síntesis de componentes de la pared celular, como polisacáridos y monolignoles. Se analizaron en detalle un total de 345 genes que codifican proteínas secretadas predichas con un nivel moderado o alto de transcritos. Las proteínas codificadas se distribuyeron en 8 clases, en función de la presencia de dominios funcionales predichos. Las proteínas que actúan sobre los carbohidratos y las proteínas de función desconocida constituían las dos clases más abundantes. Otras proteínas fueron proteasas, oxidorreductasas, proteínas con dominios interactivos, proteínas implicadas en la señalización y proteínas estructurales. Se establecieron niveles de expresión particularmente altos para genes que codifican pectina metilesterasas, proteínas de tipo germinal, proteínas de arabinogalactano, proteínas de arabinogalactano de tipo fasciclina y proteínas estructurales. Finalmente, se compararon los resultados de estos análisis transcriptómicos con los obtenidos a través de un análisis proteómico de pared celular a partir del mismo material. Solo una pequeña proporción de genes identificados por análisis proteómicos anteriores se identificaron mediante transcriptómica. Por el contrario, solo unas pocas proteínas codificadas por genes que tienen un nivel moderado o alto de transcritos se identificaron mediante proteómica. El análisis de los genes que se predice que codifican proteínas de la pared celular reveló que alrededor de 345 genes tenían niveles moderados o altos de transcritos. Entre ellos, identificamos muchos genes nuevos posiblemente involucrados en la biogénesis de la pared celular. Las discrepancias observadas entre los resultados de este estudio transcriptómico y un estudio proteómico previo sobre el mismo material revelaron mecanismos postranscripcionales de regulación de la expresión de genes que codifican proteínas de la pared celular.

Different strategies (genetics, biochemistry, and proteomics) can be used to study proteins involved in cell biogenesis. The availability of the complete sequences of several plant genomes allowed the development of transcriptomic studies. Although the expression patterns of some Arabidopsis thaliana genes involved in cell wall biogenesis were identified at different physiological stages, detailed microarray analysis of plant cell wall genes has not been performed on any plant tissues. Using transcriptomic and bioinformatic tools, we studied the regulation of cell wall genes in Arabidopsis stems, i.e. genes encoding proteins involved in cell wall biogenesis and genes encoding secreted proteins. Transcriptomic analyses of stems were performed at three different developmental stages, i.e., young stems, intermediate stage, and mature stems. Many genes involved in the synthesis of cell wall components such as polysaccharides and monolignols were identified. A total of 345 genes encoding predicted secreted proteins with moderate or high level of transcripts were analyzed in details. The encoded proteins were distributed into 8 classes, based on the presence of predicted functional domains. Proteins acting on carbohydrates and proteins of unknown function constituted the two most abundant classes. Other proteins were proteases, oxido-reductases, proteins with interacting domains, proteins involved in signalling, and structural proteins. Particularly high levels of expression were established for genes encoding pectin methylesterases, germin-like proteins, arabinogalactan proteins, fasciclin-like arabinogalactan proteins, and structural proteins. Finally, the results of this transcriptomic analyses were compared with those obtained through a cell wall proteomic analysis from the same material. Only a small proportion of genes identified by previous proteomic analyses were identified by transcriptomics. Conversely, only a few proteins encoded by genes having moderate or high level of transcripts were identified by proteomics. Analysis of the genes predicted to encode cell wall proteins revealed that about 345 genes had moderate or high levels of transcripts. Among them, we identified many new genes possibly involved in cell wall biogenesis. The discrepancies observed between results of this transcriptomic study and a previous proteomic study on the same material revealed post-transcriptional mechanisms of regulation of expression of genes encoding cell wall proteins.

يمكن استخدام استراتيجيات مختلفة (علم الوراثة والكيمياء الحيوية وعلم البروتينات) لدراسة البروتينات المشاركة في التوليد الحيوي للخلايا. سمح توافر التسلسلات الكاملة للعديد من الجينومات النباتية بتطوير دراسات النسخ. على الرغم من تحديد أنماط التعبير عن بعض جينات أرابيدوبسيس ثاليانا المشاركة في التكوين الحيوي لجدار الخلية في مراحل فسيولوجية مختلفة، إلا أنه لم يتم إجراء تحليل دقيق مفصل لجينات جدار الخلية النباتية على أي أنسجة نباتية. باستخدام أدوات النسخ والمعلوماتية الحيوية، درسنا تنظيم جينات جدار الخلية في سيقان الأرابيدوبسيس، أي الجينات التي تشفر البروتينات المشاركة في التكوين الحيوي لجدار الخلية والجينات التي تشفر البروتينات المفرزة. تم إجراء التحليلات النصية للسيقان في ثلاث مراحل تطورية مختلفة، أي السيقان الصغيرة والمرحلة المتوسطة والسيقان الناضجة. تم تحديد العديد من الجينات المشاركة في تخليق مكونات جدار الخلية مثل السكريات والمونولينول. تم تحليل ما مجموعه 345 جينًا ترميز البروتينات المفرزة المتوقعة ذات المستوى المعتدل أو العالي من النصوص بالتفصيل. تم توزيع البروتينات المشفرة في 8 فئات، بناءً على وجود المجالات الوظيفية المتوقعة. شكلت البروتينات التي تعمل على الكربوهيدرات والبروتينات ذات الوظيفة غير المعروفة الفئتين الأكثر وفرة. كانت البروتينات الأخرى هي البروتياز، والأوكسيدو المختزلة، والبروتينات ذات المجالات المتفاعلة، والبروتينات المشاركة في الإشارات، والبروتينات الهيكلية. تم تحديد مستويات عالية بشكل خاص من التعبير للجينات التي تشفر ميثيل استرازات البكتين، والبروتينات الشبيهة بالجرثومة، وبروتينات الأرابينوجالاكتان، وبروتينات الأرابينوجالاكتان الشبيهة بالفاسيكلين، والبروتينات الهيكلية. أخيرًا، تمت مقارنة نتائج هذه التحليلات النصية مع تلك التي تم الحصول عليها من خلال التحليل البروتيني لجدار الخلية من نفس المادة. تم تحديد نسبة صغيرة فقط من الجينات التي حددتها التحليلات البروتينية السابقة من خلال علم النسخ. على العكس من ذلك، لم يتم تحديد سوى عدد قليل من البروتينات المشفرة بواسطة الجينات التي تحتوي على مستوى معتدل أو مرتفع من النصوص بواسطة البروتينات. كشف تحليل الجينات المتنبأ بها لترميز بروتينات جدار الخلية أن حوالي 345 جينًا لديها مستويات معتدلة أو عالية من النصوص. من بينها، حددنا العديد من الجينات الجديدة التي ربما تشارك في التوليد الحيوي لجدار الخلية. كشفت التناقضات التي لوحظت بين نتائج هذه الدراسة النصية ودراسة بروتينية سابقة على نفس المادة عن آليات ما بعد النسخ لتنظيم التعبير عن الجينات التي تشفر بروتينات جدار الخلية.