Analyse cellulaire et moléculaire de l'autophagie : effets de carences en carbone chez la plante modèle Arabidopsis thaliana et la plante d'intérêt économique Vigna unguiculata

Cellular and molecular analysis of autophagy : effects of carbon starvation in arabidopsis thaliana and vigna unguiculata (cowpea)

• Auteur / Autrice : Tatiana Lundgren Rose
• Direction : Francis Marty, Laurent Bonneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire végétale
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Maladies par carence

Expression génique

Vigna unguiculata

Arabidopsis thaliana

Résumé

Une approche biochimique, cytologique et moléculaire a été utilisée pour étudier l'autophagie, un processus catabolique par lequel les cellules détruisent des portions de leur propre cytoplasme. L'autophagie a été induite par la privation de sucre des cellules d'Arabidopsis thaliana et de Vigna unguiculata cultivées en suspension. Le dénombrement des structures d'autophagie (autophagosomes et structures pré-autophagosomales) montre que les cellules répondent au stress de carence par une poussée autophagique rapide et massive. Nous avons montré que les gènes d'autophagie AtATG3, AtATG4a, AtATG4b, AtATG7 and AtATG8a-i, impliqués dans la voie de lipidation d'ATG8, semblable à une ubiquitination, sont régulés positivement de manière coordonnée au tout début de la carence. Ils sont exprimés par vagues successives parallèlement aux remodelages cytologiques et biochimiques. Une approche pharmacologique préliminaire suggère que la voie TOR (target of rapamycine) joue un rôle important dans la signalisation de l'autophagie.

Biochemical, cytological and molecular methods have been used to study autophagy, a catabolic process by which cells degrade parts of their own cytoplasm. Autophagy was induced in Arabidopsis thaliana and Vigna unguiculata suspension-cultured cells by carbon starvation. Quantification of autophagy-related structures (autophagosomes and pre-autophagosomat structures) shows that cells respond to the stress signal by a rapid and massive burst of autophagic activity. It is shown that the autophagy-related genes AtATG3, AtATG4a, AtATG4b, AtATG7 and AtATG8a-i, involved in the ATG8 ubiquitination-like conjugation pathway, are up-regulated in a coordinated manner at the onset of starvation. They are expressed in successive waves that parallel the biochemical and cytological remodeling that takes place. A preliminary pharmacological approach suggests that the TOR (target of rapamycin) pathway can play an important role in autophagy signalling.