Adaptation des diatomées à différentes concentrations de CO2

Diatoms adaptation at different CO2 conditions

• Auteur / Autrice : Romain Clément
• Direction : Brigitte Gontero-Meunier, Stephen Christopher Maberly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 12/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Bioénergétique et Ingénierie des Protéines (Marseille ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Robaglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Lanfranchi-Lebreton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hervé Moreau, Corinne Cassier-Chauvat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénases

Anhydrase carbonique

Transcriptome

Protéomique végétale

Phycologie

Mots clés libres

Micro-Algue

Diatomées

Co2

Ccm

Photosynthèse C4

Anhydrase carbonique

Lcip63

Gapdh

Micro-Algae

Diatoms

Co2

Ccm

C4 photosynthesis

Carbonic anhydrase

Lcip63

Gapdh.

Résumé

Les objectifs de ce travail étaient d’approfondir les connaissances sur les capacités d’adaptation des diatomées à différentes concentrations de CO2 et plus précisément sur l’implication des CCM dans l’assimilation du carbone minéral dissous. Des études sur la physiologie, les enzymes de différentes voies métaboliques et des analyses de transcriptomique et de protéomique ont été réalisées. Nous avons observé que les espèces de diatomées étudiées étaient capables de réguler leurs systèmes de concentration du carbone minéral suivant les conditions environnementales. Certaines semblent utiliser préférentiellement le CO2 ou le bicarbonate tandis que d’autres espèces utilisent les deux. L’activité des anhydrases carbonique est fortement induite en faible concentration de CO2. Nos travaux montrent cependant, que l’activité de cette enzyme est variable d’une espèce à l’autre. Nous avons aussi observé que dans la majorité des diatomées que nous avons étudiées, la photosynthèse de type C3 et non de type C4 est présente, apportant ainsi un éclairage à une véritable controverse sur le métabolisme du carbone chez les diatomées. Nos travaux soulignent de plus, une grande diversité de stratégies de CCM chez les diatomées. Chez T. pseudonana, une nouvelle protéine, LCIP63, a été observée en conditions de faible concentration de CO2. Son rôle physiologique est actuellement inconnu ouvrant de nouvelles perspectives de recherche.

The objectives of this work were to improve the knowledge on ability of diatoms to scope with different CO2 concentrations and to study their carbon concentrating mechanisms (CCM). Studies of their physiology, their metabolic enzymes, and analyses at transcriptomic and proteomic levels were performed. In all studied diatoms, the CCMs can be regulated according to CO2 availability in the environment. Some diatoms seem to use preferentially CO2, others, bicarbonate and some can use both. The carbonic anhydrase (CA) activity is strongly induced when cells were grown at low vs high CO2. However, our work shows that CA activity is highly variable among the different diatoms. Most of the studied diatoms perform a C3 photosynthesis and not C4 photosynthesis. In diatoms, there is a huge diversity in the CCM strategy. A new protein, LCIP63, was observed when T. pseudonana was grown under low CO2. The physiological role of this protein is yet unknown and this finding opens new research perspectives.