Aquaporines intracellulaires d'Arabidopsis thaliana : dynamique d'expression dans le pollen et dans la racine sous stress oxydatif
Auteur / Autrice : | Michael Wudick |
Direction : | Christophe Maurel |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biologie cellulaire |
Date : | Soutenance le 28/04/2010 |
Etablissement(s) : | Montpellier, SupAgro |
Ecole(s) doctorale(s) : | Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : BPMP - Biochimie et Physiologie Moléculaire des Plantes |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Christophe Maurel, Gerhard Obermeyer, Alain Gojon |
Rapporteurs / Rapporteuses : Hélène Barbier-Brygoo, Thierry Gaude, Doan-trung Luu |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Les aquaporines sont des canaux hydriques qui contrôlent la perméabilité à l'eau des membranes cellulaires, au cours du développement ou en réponse à des stress. La dynamique de l'expression des aquaporines de plantes et leur rôle physiologique ont été examinés dans deux organes modèles, le pollen et la racine d'Arabidopsis. Le pollen mature contient une cellule végétative et deux cellules de sperme. Des analyses transcriptomiques ont récemment identifié AtTIP1;3 et AtTIP5;1 comme deux aquaporines spécifiques du pollen. Dans ce travail, des protéines reportrices fluorescentes ont permis d'établir que AtTIP1;3 et AtTIP5;1 s'expriment spécifiquement dans la membrane vacuolaire de, respectivement, la cellule végétative et les cellules de sperme. Ces études révèlent aussi la grande plasticité dynamique des vacuoles, de la maturation du pollen jusqu'à la fécondation. Des approches de génétique inverse suggèrent un rôle des deux aquaporines dans la reproduction de la plante. La seconde partie de ce travail concerne les effets concomitants des stress oxydants, inhibant la conductivité hydraulique des racines et provoquant une accumulation intracellulaire des aquaporines initialement sur les membranes plasmiques. Le dernier processus a été disséqué par des approches de biochimie, pharmacologie et microscopie. La co-expression avec des marqueurs des endomembranes a révélé que l'isoforme AtPIP2;1 subit une accumulation dans les endosomes tardifs en réponse à l'H2O2. Ce processus peut être bloqué par l'auxine synthétique 1-NAA, mais non par l'inhibiteur d'endocytose tyrphostine A23. La grande stabilité des aquaporines internalisées suggère que l'H2O2 déclenche un mécanisme de séquestration réversible de celles-ci. Au-delà de données originales sur la régulation cellulaire des aquaporines, ce travail apporte un éclairage nouveau sur la dynamique des membranes intracellulaires des plantes, au cours du développement ou en réponse à des stress