Zoé Chaudron

6 novembre 2024

Résumé:

Le monoxyde d'azote (NO) est un composant ubiquitaire majeur de la signalisation cellulaire, exerçant ses effets en partie par la S-nitrosation des protéines. Cette modification post-traductionnelle peut impacter l’activité des protéines, leur localisation subcellulaire et leur capacité à former des complexes protéiques. Par conséquent, la caractérisation des protéines S-nitrosées est d'un grand intérêt pour élucider les fonctions du NO. Lors d’une précédente étude, notre laboratoire a fourni des preuves que les plantes terrestres ne possèdent pas de NO Synthase (NOS), l'enzyme principale de synthèse du NO chez les métazoaires (Jeandroz et al., 2016). En revanche, quelques espèces d'algues possèdent des protéines apparentées aux NOS, ce qui soulève des questions sur leur biochimie et leurs rôles dans ces organismes. Nous nous sommes concentrés sur l'identification des protéines S-nitrosées chez Klebsormidium nitens, une espèce d'algue d'eau douce possédant deux séquences apparentées à des NOS dans son génome (Chatelain et al., 2022) et considérée comme un modèle pour étudier l'adaptation des plantes à la vie terrestre (Hori et al., 2014). Nous avons identifié 43 protéines candidates présentant des niveaux significativement plus élevés de S-nitrosation en condition de stress salin. Une analyse d'orthologie a été effectuée avec Arabidopsis thaliana pour déterminer la fonction potentielle de ces protéines. Nous avons sélectionné 3 protéines parmi elles, afin d’étudier le rôle de leur S-nitrosation dans la réponse au stress salin. Ces protéines sont la Protéine Phosphatase 1 (PPH1), l’Histone Désacétylase 14 (HDA14) et l'Inositol Polyphosphate Multikinase 2 (IPK2).

PPH1 est une protéine cruciale dans l’adaptation des plantes terrestres aux conditions lumineuses. La caractérisation de KnPPH1 a été entamée mais des difficultés sont rapidement survenues, notamment due à une mauvaise annotation de sa séquence dans les banques de données et une difficulté à la produire en système hétérologue. La protéine HDA14 d’A. thaliana et du riz est une histone désacétylase chloroplastique, responsable de la désacétylation de protéines impliquées dans la photosynthèse, ainsi que de la désacétylation de la N-acétyl-sérotonine en sérotonine, des précurseurs à la synthèse de mélatonine. La séquence de KnHDA14 a été vérifiée, ainsi que sa localisation chloroplastique. Nous avons pu la produire en système bactérien et avons confirmé son activité de désacétylase, laquelle semblerait inhibée par le NO. Enfin, chez A. thaliana, IPK2 est une kinase d’inositol phosphates (InsP), des molécules plus ou moins phosphorylées impliquées dans la signalisation cellulaire et la réponse aux stress. Nous avons prouvé que KnIPK2 est capable de phosphoryler, mais aussi, de manière plus surprenante, de déphosphoryler certains InsP. Confirmant nos prédictions in silico, la S-nitrosation in vitro de KnIPK2 par du NO exogène semble inhiber son activité.

En résumé, cette thèse a apporté des résultats pionniers sur la signalisation par le NO chez les algues. De plus, ce travail démontre l’implication du NO dans de nouvelles voies de signalisation, et suggère des pistes quant à l’étude de la résistance au stress salin.

JURY:

Rapporteurs :

Pr. Emmanuel BAUDOUIN (Professeur, Sorbonne Université)

Pr. François BOUTEAU (Professeur, Université Paris Cité)

Examinateurs :

Pr. Mélanie MOREL-ROUHIER (Professeure, Université de Lorraine)

Pr. Catherine VERGELY-VANDRIESSE (Professeure, Université de Bourgogne)

Directeur et co-directrice :

Pr. David WENDEHENNE (Professeur, Université de Bourgogne)

Dr. Angélique BESSON-BARD (Maitre de conférence, Université de Bourgogne)