Rôles physiologiques des protéines ASR à l'égard de la signalisation, du transport et du métabolisme des sucres dans deux modèles cellulaires de vigne

Physiological functions of ASR proteins regarding sugar signaling, transport and metabolism in two cell culture models in grapevine

• Auteur / Autrice : Jonathan Parrilla
• Direction : Rossitza Atanassova
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes ; Biotechnologies animales, végétales et microbiennes
• Date : Soutenance le 27/03/2015
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecologie et biologie des interactions - EBI (Poitiers ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
• Jury : Président / Présidente : Dominique Rolin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rossitza Atanassova, Maryse Laloi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Enrico Martinoïa, Christian Meyer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glucides -- Métabolisme

Vigne

Glucose

Protéine ASR

Transport biologique

Mots clés libres

Transporteurs de sucres

Asr

Signalisation du glucose

Cellules embryogènes et non embryogènes de vigne

Métabolisme glucidique

Sugar transporters

Asr

Glucose signaling

Embryogenic and non embryogenic grape cells

Sugar metabolism

Résumé

Les sucres, sont des signaux métaboliques, impliqués dans le développement des plantes et leurs réponses aux contraintes du milieu. Les transporteurs de sucres se révèlent à la fois acteurs de la répartition des sucres et cibles de leur signalisation. L'ASR (ABA, Stress and Ripening) de la Vigne, VvMSA, étant identifiée comme protéine régulatrice de l'expression génique du transporteur d’hexoses VvHT1, l'objectif de la thèse est d'appréhender ses rôles physiologiques dans une démarche de biologie intégrée.Le premier axe a été dédié à la mise en place des modèles biologiques, des cellules embryogènes et non embryogènes de Vigne, issues du même fond génétique mais cultivées sur deux sources de carbone différentes. La caractérisation des cinétiques de prolifération et l'analyse des métabolomes ont mis en évidence leur sensibilité/tolérance différentielle à la carence en sucres. Le deuxième axe a porté sur la régulation de VvHT1 dans les deux types cellulaires sauvages et leurs mutants de surexpression/répression de VvMSA. L'approche pharmacologique utilisant des analogues du glucose, l'analyse de l'expression génique, le transport du glucose et l'activité des enzymes de la glycolyse indiquent que VvMSA affecte l'expression de VvHT1 par la voie dépendante du métabolisme du glucose. Le troisième volet a été réalisé par une approche de protéomique quantitative et comparative des protéines nucléaires des cellules embryogènes sauvages et réprimées pour VvMSA. Les protéines à expression significativement affectée par l'absence de l'ASR, laissent entrevoir un nouveau rôle à l'interconnexion des réponses métaboliques aux stress et la régulation épigénétique de l'expression génique.

Sugars are metabolic signals involved in plant development and responses to environmental cues. Sugar transporters are both actors of sugar partitioning and targets of sugar signaling. As Grape ASR (ABA, Stress, Ripening), VvMSA, is identified as a regulatory protein controlling gene expression of the hexose transporter VvHT1, the aim of the PhD thesis is to assess its physiological functions by an integrative biology approach. The first part of the study consisted in the establishment of biological models, embryogenic and non embryogenic grape cells, sharing the same genetic background but growing on distinct carbon sources. The characterization of the proliferation kinetics and metabolomes of both cell types revealed differences in their sensitivity/tolerance to sugar starvation.The second objective was focused on VvHT1 expression regulation in both cell types and their mutants overexpressing or silenced for VvMSA. The pharmacological approach using glucose analogues, coupled to the analysis of gene expression, glucose transport and glycolytic enzymes activity, suggest that VvMSA affects VvHT1 expression through a glucose metabolism dependent pathway.The third research axis was carried out through a quantitative and comparative proteomic analysis of nuclear proteins in embryogenic wild type and VvMSA silenced cells. Proteins whose expression is affected by ASR repression suggest a new functional role of VvMSA at the interplay between metabolic responses to stress and epigenetic regulation of gene expression.