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Thèses soutenues depuis 2010

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- GUIBAULT-DEGRAVE Charlotte

Titre de la thèse :
Encadrant : Florence Corellou
Date de soutenance : 08.12.2017

Résumé de la thèse : La picoalgue verte marine Ostreococcus tauri est un eucaryote minimal développé en système modèle et qui a servi de ressource de gènes en biologie des lipides. Des informations détaillées sur ces caractéristiques lipidiques étaient cependant manquantes. Lors de ma thèse j’ai caractérisé le glycérolipidome d’O. tauri et ai cherché à déterminer quelles sont les cibles enzymatiques responsables de la dynamique des acides gras (FA) et de la régulation du métabolisme lipidique en réponse à des modifications de l’environnement (carences nutritives et refroidissement). O. tauri présente des caractéristiques uniques de composition en lipides et en FA mixtes entre les algues vertes et les Chromalveolates, et a été validé comme espèce modèle pour la classe des Mamiellophyceae. L’acide docosahexaénoïque (DHA) est confiné dans les lipides présumés extraplastidiaux : le phosphatidyldimethylpropanethiol (PDPT) et le bétaïne-lipide diacylglyceryl-hydroxymethyl-trimethyl-β-alanine (DGTA), tous deux marqueurs lipidiques des Chromalveolates. Les lipides plastidiaux de type procaryotique sont caractérisés par une prépondérance de FA polyinsaturés (PUFA) en C18 n-3, le 18:5 n-3 étant restreint aux galactolipides. Le 16:4 n-3, PUFA typique des galactolipides des microalgues vertes, est également un composant majoritaire des lipides extraplastidiaux chez O. tauri. Les triacylglycérols (TAG) présentent tout le panel d’acides gras d’O. tauri et leurs combinaisons moléculaires indiquent une origine plastidiale majoritaire. La carence azote provoque une forte accumulation de TAG, notamment des espèces présentant des combinaisons sn-1/sn-2 en 18:X/16:X et s’accompagne d’un transfert de carbone du phosphatidylglycérol (PG) et du monogalactosyldiacylglycérol (MGDG) aux TAG ce qui indique une contribution croissante de la voie plastidiale à la synthèse des TAG. Des expériences préliminaires de RT-qPCR sur des gènes du métabolisme des TAG révèlent une forte activation transcriptionnelle de certaines diacylglycérol acyltransférases (DAGT). Les carences nutritives répriment sévèrement l’activité ∆6 désaturase, générant une inversion du ratio 18:3/18:4 dans les lipides plastidiaux qui se répercute dans les TAG. La régulation fine et dynamique de ce ratio suggère un rôle important du 18:3 et du 18:4 dans les membranes plastidiales. Le refroidissement engendre une augmentation spécifique du 18:5 des galactolipides. La recherche active de la désaturase responsable de ce phénotype par une approche d’expression de gènes candidats en systèmes homologue et hétérologues (S. cerevisiae, N. Benthamiana) a conduit à l’indentification de deux ∆6 désaturases plastidiales jamais caractérisées dans d’autres systèmes. Celles-ci possèdent des spécificités non redondantes et originales entre elles et par rapport à l’acyl-CoA-∆6 d’O. tauri.


- GRONNIER Julien

Titre de la thèse : Etude des mécanismes moléculaires Impliquant la protéine végétale REMORINE et les radeaux membranaires lors de la propagation des virus chez les plantes
Encadrants: Sébastien Mongrand et Véronique Germain
Date de soutenance: 20.12.2016

Résumé de la thèse : Chez les animaux, les radeaux membranaires sont définis comme des nanodomaines dynamiques impliqués dans le contrôle de processus cellulaires clefs comme la polarisation membranaire, le trafic cellulaire et les réponses aux pathogènes. Pour cela, la cellule régule de façon spatio-temporelle la taille et la composition protéo-lipidique des radeaux membranaires. Chez les plantes, l’étude des rôles physiologiques des radeaux membranaires est un domaine émergent. Néanmoins à ce jour, aucun processus biologique n’a pu clairement être décrit comme dépendant des radeaux membranaires chez les plantes. De précédant travaux mené au laboratoire on permis de mettre en évidence qu’une famille de protéines végétales spécifique des radeaux membranaires, les rémorines (REM), est capable de ralentir la propagation de cellule à cellule du Potato Virus X chez les Solanacées. Dans ce contexte, le sujet de thèse vise à déterminer les mécanismes moléculaires impliquant les Rémorines (REMs), et plus généralement les radeaux membranaires en condition d’infection virale. Pour cela, l’interactome de REM sera déterminé par le criblage d’une banque d’ADNc en système Split-Ubiquitine chez la levure et les interactions REM-protéines candidates seront confirmées par différentes approches de biochimie (CoImmunoPrécipitation) et de microscopie (BiFC, FLIM-FRET). L’ensemble de ces résultats, couplés à des analyses fonctionnelles, devrait nous permettre d’apporter de nouveaux éléments quant aux mécanismes fonctionnels de REM et à l’importance des radeaux membranaires dans le contexte de l’interaction plante-pathogène et plus particulièrement dans la régulation de la communication intercellulaire chez les plantes lors d’un stress biotique.

- NICOLAS William

Titre de la thèse : Etude de l’ultrastructure des plasmodesmes par tomographie électronique en transmission
Encadrants: Emmanuelle Bayer et Lysiane Brocard
Date de soutenance: 09.12.2016

Résumé de la thèse : A l’instar des pores nucléaires qui sont au cœur des échanges moléculaires entre le noyau et le cytosol, les PD, des canaux membranaires hautement spécialisés, assurent la communication entre cellules végétales. Les PD sont de minuscules organelles d’environ 50nm de diamètre et de 200nm à plusieurs µm de long, ancrés dans la paroi pectocellulosique et reliant les cellules entre elles. Pendant longtemps les PD ont été considérés comme des entités inertes, de simples « trous » ayant pour seule fonction de permettre la diffusion de molécules de moins de 1kDa. Au cours des deux dernières décennies, cette vision a été totalement révisée et les travaux réalisés dans ce domaine ont révélé que les PD des plantes sont en fait des structures extrêmement dynamiques capables de contrôler à différents degrés les mouvements intercellulaires. En particulier, le pore des PD est capable de se dilater et de transporter de façon sélective des macromolécules, comme par exemple des protéines et des acides nucléiques. En particulier, certains facteurs de transcription agissent de manière « non cellule-autonome » en exploitant ces connections symplastiques. Les signaux permettant la propagation du « gene silencing », sont relayés de cellule à cellule par les PD. L’implication des PD dans les processus de développement chez les plantes est également illustrée par la formation de domaines symplastiques, transitoires ou permanents, permettant d’isoler une région particulière afin de promouvoir par exemple, un événement de morphogénèse. Chez certaines espèces, les PD constituent, des voies privilégiées pour le chargement et le déchargement des produits de la photosynthèse au niveau des conduits du phloème. Les PD sont également exploités par les virus, qui les modifient structurellement afin de transporter leur génome de cellule à cellule, et établir une infection systémique. Pour cela, ils produisent des « protéines de mouvement » capables de modifier les pores afin d’augmenter leur perméabilité ou « Taille Limite d’Exclusion » (TLE) et ainsi permettre le passage de leur génome. En assurant l’échange d’information entre cellules, de manière contrôlée, les PD ont un rôle primordial dans la coordination de la croissance et du développement des plantes ainsi que dans l’établissement d’infections virales. L’étude de ces structures membranaires spécialisées se trouve donc au centre de la biologie végétale.


- YUAN Yijun

Titre de la thèse : Etude de l’organisation des enzymes impliquées dans l’assemblage des acides gras en huile chez les plantes
Encadrant: Vincent Arondel
Date de soutenance: 21.12.2016


- DELUDE Camille

Titre de la thèse : La subérine chez Arabidopsis thaliana : mécanismes d’export et contribution des alcools gras
Encadrant: Frédéric Domergue
Date de soutenance: 15.12.2015

Résumé de la thèse : Chez les plantes, la subérine est un biopolymère constitué de composés aliphatiques et aromatiques déposé au niveau de la paroi des cellules de plusieurs tissus comme l’endoderme et le périderme des racines ou encore le manteau des graines. La subérine forme une barrière hydrophobe permettant entre autres de contrôler les flux d’eau et de solutés, et de protéger la plante de stress environnementaux comme la sécheresse ou les pathogènes. Grâce à des analyses en LC-MS/MS et en GC/MS, nous avons pu montrer que la majorité des alcools gras présents dans la fraction soluble de racines d’Arabidopsis thaliana est sous forme d’alkyl caféates et d’alkyl coumarates. De plus, nous avons montré que ces cires associées au polymère de subérine sont présentes dès les premiers stades du développement de la racine. Une étude de la distribution des chaînes acyles des racines nous a permis de mettre en évidence la contribution majeure des alcools gras dans la composition de la subérine ainsi que l’importance de la subérine dans le métabolisme lipidique des racines. Afin d’identifier des acteurs impliqués dans l’export des précurseurs de la subérine vers l’espace extracellulaire, nous avons mené une approche de génétique inverse en utilisant des lignées mutées pour des gènes codant notamment pour des ABCG transporteurs co-exprimés avec des gènes connus pour participer à la biosynthèse de la subérine. Les résultats de ces analyses ont confirmé que le processus d’export fait intervenir plusieurs protéines pouvant avoir des fonctions redondantes et ont suggéré l’implication d’un nouveau transporteur dans l’export des précurseurs de subérine.


- NACIR Houda

Titre de la thèse : Nature et origine des lipides des plastoglobules
Encadrant : Claire Bréhélin
Date de soutenance de thèse : 17 Juin 2015
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Bordeaux Segalen
Résumé de la thèse : Les plastoglobules sont de petites particules localisées au niveau des plastes qui stockent des lipides neutres tels que les triacylglycérols (TAG), du tocophérol et des caroténoïdes. Leur nombre et diamètre changent en fonction de l’espèce de plante, du type de plaste, du stade de développement et des conditions environnementales. Dans les chloroplastes, les plastoglobules sont liés physiquement aux thylacoïdes par une monocouche de lipides polaires en continuité avec le feuillet externe des thylacoïdes. Ceci suggère qu’il y a une dynamique d’échange de métabolites tels que les lipides entre les deux compartiments. Cependant, la composition lipidique des plastoglobules est mal décrite. L’objectif de ce travail a été d’établir la nature exacte des lipides des plastoglobules en condition de culture standard par TLC/GC-FID suivie d’une étude par LC-MS/MS. Ces travaux ont montré que les plastoglobules sont composés majoritairement d’acides gras libres et de phytyls esters. En plus des lipides neutres, ils sont composés de galactolipides, de la PC et du PG de composition spécifique, riche en acides gras saturés, différente de celle des thylacoïdes et de l’enveloppe. Le deuxième objectif a été de définir l’origine des lipides des plastoglobules par l’étude de la cinétique de marquage des lipides en condition de stress. Ainsi, pendant le stress, une partie des acides gras issus de la dégradation des galactolipides des thylacoïdes sera à l’origine de la formation des phytyl esters puis stockée dans les plastoglobules. En conclusion, ces résultats suggèrent la présence de micro-domaines au niveau des thylacoïdes qui favoriseraient la formation des plastoglobules.



- MARAIS Claire-Line

Titre de la thèse : Rôle de la SNARE Memb11 comme récepteur de la GTPase Arf1 au niveau de l’appareil de golgi
Encadrant : Patrick Moreau
Date de soutenance de thèse : 16 Décembre 2013
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Bordeaux Segalen
Résumé de la thèse : Les protéines SNARE (Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor Attachment protein REceptor) sont essentielles pour la fusion membranaire. J’ai étudié chez Arabidopsis thaliana la SNARE Memb11 de l’appareil de Golgi qui intervient au début de la voie sécrétoire à l’interface Réticulum endoplasmique (RE)-appareil de Golgi. Dans les cellules de mammifères, l’orthologue de Memb11 (Membrine) est un « récepteur » potentiel de la GTPase Arf1 à la membrane golgienne. Cette dernière est impliquée dans le recrutement de la machinerie COPI nécessaire au transport rétrograde de l’appareil de Golgi vers le RE. Le but de ce travail était de déterminer si Memb11 pouvait interagir avec Arf1 dans les cellules végétales. Des anticorps dirigés contre la partie cytosolique de Memb11 ont été obtenus et ont été utilisés sur tissus végétaux pour réaliser des immunomarquages en microscopie électronique à transmission et des immunoprécipitations sur extraits de plantes. Il a été démontré que Memb11 est située au niveau de la membrane cis-golgienne et qu’elle co-immunoprécipite avec Arf1, suggérant ainsi que Arf1 peut interagir avec Memb11. J’ai confirmé l’interaction de Memb11 et Arf1 au niveau de l’appareil de Golgi par des expériences de BiFC (Bimolecular Fluorescence Complementation) in vivo. Cette interaction est spécifique puisque ni Memb12 (90% d’identité avec Memb11) ni Sec22 interagissent avec Arf1. Grâce à une approche de bioinformatique structurale, j’ai déterminé les régions de Memb11 (différentes de Memb12) qui pourraient être critiques pour l’interaction et j’ai commencé à tester in vivo les mutants correspondants par BiFC. En outre, des expériences d’immunoprécipitations avec des protéines recombinantes produites in vitro suggèrent que la forme d’Arf1 liée au GTP interagit avec Memb11.



- PERRAKI Artémis

Titre de la thèse : La Rémorine, une protéine végétale impliquée dans la propagation virale ; implication des modifications post-traductionnelles
Encadrant : Sébastien Mongrand
Date de soutenance de thèse : 17 Décembre 2012
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Bordeaux Segalen
Résumé de la thèse: Les Rémorines (REM) du groupe 1 sont des protéines spécifiques du monde végétale. Malgré leur caractère hydrophile elles sont localisées à la membrane plasmique. La phosphorylation des REM serait potentiellement impliquée dans la signalisation précoce et la défense des végétaux contre les pathogènes. Benschop et al. (2007) détecte AtREM1.3 (Arabidopsis thaliana, groupe 1b) phosphorylée en réponse au traitement par l’éliciteur générale flg22, tandis que Widjaja et al. (2008) a suggéré que la phosphorylation de AtREM1.2 est potentiellement impliquée dans la signalisation précoce à l’infection par Pseudomonas syringae. La fonction précise de la phosphorylation des protéines REM du groupe 1 reste inconnue. Des travaux antérieurs dans le laboratoire ont montré que le mouvement du virus X de la pomme de terre (PVX) est inversement corrélée à l’accumulation de StREM1.3 (Solanum tuberosum) et que StREM1.3 peut interagir physiquement avec la protéine de mouvement TRIPLE GENE BLOC Protein 1 (TGBp1) du PVX (Raffaele et al., 2009). Dans ce travail, nous avons étudié les mécanismes qui sous-tendent les interactions REM-TGBp1 et nous avons essayé de caractériser biochimiquement la kinase qui phosphoryle REM. Les conséquences physiologiques de l’interaction TGBp1 / StREM1.3 et de la phosphorylation de REM en terme de propagation des virus, d’inactivation génique post-transcriptionnelle, de régulation de l’ouverture des plasmodesmes, et d’activation de kinase ont également été étudiés.



- BERNARD Amélie

Titre de la thèse : Etude de CER1, le gène clé de la biosynthèse des alcanes cuticulaires chez Arabidopsis thaliana
Encadrant : Jérôme Joubès
Date de soutenance de thèse : 9 Décembre 2011
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Bordeaux Segalen
Résumé de la thèse: Les alcanes sont les composés principaux des cires cuticulaires et de ce fait, jouent un rôle prépondérant dans l’organisation et dans les fonctions protectrices de la cuticule, la couche lipidique recouvrant les parties aériennes des plantes. La caractérisation du mutant cer1 d’Arabidopsis, présentant une réduction drastique des alcanes et des molécules qui en dérivent, a permis de suggérer l’implication de la protéine CER1 dans la formation de ces composés. Au cours de notre étude, la génération de plantes transgéniques exprimant CER1 de manière ectopique a permis de démontrer une corrélation positive entre le niveau d’expression du gène et la quantité d’alcanes présents à la surface des plantes indiquant le rôle crucial de CER1 dans la synthèse de ces molécules. Le jeu de plantes transgéniques obtenues a également permis d’explorer la fonction de CER1 et le rôle des alcanes au cours du développement ainsi que dans la réponse des plantes aux contraintes de l’environnement, révélant leur implication prépondérante pour la résistance au stress hydrique. D’autre part l’absence de complémentation fonctionnelle du mutant cer1 par des formes de CER1 mutées au niveau des clusters d’histidines a montré qu’ils constituent, au moins en partie, le site catalytique de l’enzyme. Afin de caractériser la fonction biochimique de CER1, la recherche de ses partenaires métaboliques a été menée par une approche de double hybride split-ubiquitine chez la levure. Cette étude a révélé l’interaction physique de CER1 avec CER3, une protéine de fonction inconnue impliquée dans le métabolisme des cires. La co-expression des deux protéines dans des cellules de levures manipulées pour produire des acyl-CoAs à très longues chaînes a abouti à la première reconstitution de la voie de synthèse des alcanes à très longues chaînes décrite à ce jour, établissant que CER1 et CER3 forment un complexe enzymatique capable de produire des alcanes à partir des acyl-CoAs. D’autre part, l’étude des autres partenaires protéiques de CER1 a permis de commencer à déchiffrer les mécanismes enzymatiques associés au complexe CER1/CER3 ainsi que de mettre en évidence de nouveaux acteurs potentiels du métabolisme et du transport des cires.

- ZALLOT Rémi

Titre de la thèse : Identification et caractérisation d’une lipase exprimée pendant l’hydrolyse des réserves chez Arabidopsis thaliana - Étude d’AtTAGL
Encadrant : Vincent Arondel
Date de soutenance de thèse : 10 Novembre 2011
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Bordeaux Segalen
Résumé de la thèse: Les réserves d’huile de la graine d’Arabidopsis thaliana sont hydrolysées par des lipases au cours de la croissance post-germinative de la plantule. Une protéine capable de fixer un inhibiteur de lipase a été identifiée à partir d’un extrait de plantules de colza. La séquence de cette protéine ressemble à celles de lipases connues. L’expression transitoire du gène orthologue d’Arabidopsis chez Nicotiana benthamiana induit l’apparition d’une activité lipase. Ces données suggèrent que cette protéine est une lipase. Une étude de la localisation in vivo de cette enzyme chez Nicotiana benthamiana indique qu’elle est localisée au niveau des peroxysomes. Chez Arabidopsis, le gène codant pour cette lipase est exprimé essentiellement lors de la croissance des plantules, quand l’hydrolyse de l’huile est maximale. L’analyse d’un mutant montre que ce gène est responsable de l’essentiel de l’activité lipase mesurée pendant la mobilisation de l’huile de réserve. Ces données suggèrent que cette lipase pourrait être impliquée dans la mobilisation des réserves lipidiques pendant la croissance post-germinative. Néanmoins, l’hydrolyse des réserves n’est pas diminuée chez le mutant. Cela pourrait être lié à une compensation par d’autres lipases.

- AYCIRIEX Sophie

Titre de la thèse : Caractérisation de lysolipide acyltransférases chez S. cerevisiae. Apport de la Spectrométrie de Masse
Encadrant : Eric Testet
Date de soutenance de thèse : 29 Octobre 2010
Ecole Doctorale des Sciences Biologiques et Médicales - Université Victor Segalen Bordeaux 2
Résumé de la thèse: En plus de leurs propriétés structurales comme constituants majeurs des membranes biologiques des cellules, les lipides jouent de nombreux rôles dans la signalisation cellulaire, le stockage d’énergie et le transport de protéines. Leurs importances biologiques ont mené à une augmentation accrue des méthodes analytiques pour la caractérisation d’espèces moléculaires uniques. De récents progrès en spectrométrie de masse ont amené à la caractérisation et à la quantification des espèces moléculaires des lipides dans des extraits lipidiques bruts (Han and Gross, 2005; Murphy et al., 2001). Par exemple, les espèces moléculaires de phospholipides peuvent être identifiées spécifiquement par leur tête polaire, la nature de leurs chaînes d’acide gras et leur positionnement au niveau du squelette glycérol. Une méthode permettant le « profiling » quantitatif du lipidome de la levure a été développée dans une étude récente employant l’infusion directe (Ejsing et al., 2009). Nous avons appliqué cette méthode pour caractériser plusieurs souches de levures délétées pour des lysophospholipide acyltransferases produites par génétique inverse. Ces enzymes sont impliquées dans des processus biologiques importants comme la synthèse de novo des phospholipides ou leur remodelage dans la membrane (Testet et al., 2005; Le Guedard et al., 2009). L’analyse comparative des espèces moléculaires de phospholipides de la souche sauvage de levure et la souche de délétion du gène d’intérêt a permis d’identifier des modifications dans la composition des lipides et d’importantes indications ont été apportées sur la fonction in vivo de la lysophospholipideacyltransférase donnée.