Adaptabilité du système endomembranaire chez les plantes supérieures

Adaptability of plant endomembrane system

• Auteur / Autrice : Claire Boulogne
• Direction : Béatrice Satiat-Jeunemaître
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie végétale
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique

Plantes carnivores

Réticulum endoplasmique

Appareil de Golgi

Mots clés libres

By-2

Refroidissement à haute pression

Morphodynamique

Résumé

La cellule végétale dispose d'un système endomembranaire (SE) complexe responsable de la compartimentation cellulaire et des fonctions de sécrétion. Au-delà d'une structure basique commune aux eucaryotes, le SE végétal possède des spécificités organisationnelles et structurales. Cette thèse vise à mieux comprendre la part de variabilité génétique et la part d'adaptation aux besoins de sécrétion dans l'établissement de cette variabilité en étudiant 2 modèles : les glandes digestives de la plante carnivore Dionaea muscipula, et les cellules BY-2 en prolifération. Les glandes sécre��trices de Dionaea sont un exemple type de sécrétion protéique massive. La microscopie électronique en transmission (MET) a permis d'observer une activation de l'appareil de Golgi (GA) suite à l'activation des glandes par une proie, remodelant fortement la surface cellulaire et les parois. L'implication de ces remaniements dans la génération du fluide digestif est discutée. L'étude des cellules BY-2 consiste tout d'abord à analyser l'évolution du GA au cours du cycle pour rechercher l'éventuelle fenêtre temporelle dédiée à sa duplication, en combinant la cytométrie et la microscopie. Nos résultats indiquent une augmentation de la masse golgienne dans l'interphase, reflétant une adaptation aux besoins de sécrétion de la cellule. Le deuxième axe d'étude, portant sur le blocage des cellules BY-2 en mitose par la bréfeldine A, souligne l'implication du réticulum dans la reformation de l'enveloppe nucléaire. Ce travail de thèse a permis d'explorer la variabilité du SE chez les plantes. Les messages que nous pouvons en tirer sur les capacités d'adaptation du GA et du réticulum endoplasmique sont discutés.

Plant cells, like all eukaryotes, possess a complex endomembrane system defines cell compartments and assures secretion. Ln addition to certain organization common to eukaryotes, plant secretory systems exhibit organizational and structural specificities. This work aimed to investigate the part of genetically distinct and adaptive-response secretory states. Two experimental models were studied: the digestive glands of the carnivorous plant Dionaea muscipula and proliferating BY-2 cells. The secretory glands of Dionaea are a typical plant example of massive protein secretion under a tight stimulation. Transmission electron microscopy (TEM) allowed us to observe an activation of Golgi apparatus (GA) after stimulation by prey, which profoundly remodelled the cell surface and cell wall. The role of these changes in the induction of a water flux is discussed. Study of BY-2 cells had two main axes. The first was to analyze GA evolution along the cell cycle and any duplication phase, combining cytometry and fluorescence microscopy. Our results suggest an increase of GA mass during interphase. This increase seems to reflect a response to secretion needs of the growing cell rather than a regulated step of the progressing cell cycle. The second axis was to study brefeldin A (BFA) effects on cell cycle progression. BFA blocked the cell cycle at the end of mitosis, following aberrant positioning of the nucleus in daughter cells after division following disorganization of the reticulum (ER), critical to nuclear envelope reformation after mitosis. Overall, this work has shown the extreme variability of the endomembrane system in plant cells and the adaptability of both the GA and ER.