Régulation de la croissance : Implication des protéines ribosomales S6Kinases chez la mousse Physcomitrella patens

• Auteur / Autrice : Delphine Cast
• Direction : Benoît Menand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Soutenance le 14/12/2012
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Robaglia
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christian Meyer, Manuel Le-Bris
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Didier Schaefer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines végétales

Plantes -- Croissance

Physcomitrella patens

Mots clés libres

Physcomitrella patens

S6Kinase

Croissance

Physcomitrella patens

S6Kinase

Growth

Résumé

Les plantes ont développé une forte capacité d'adaptation aux facteurs environnementaux comme les conditions nutritives. Les voies de signalisation qui perçoivent les signaux environnementaux et les intègrent au niveau du développement de la plante sont encore mal connues. La voie de signalisation TOR–S6Kinase qui est conservée au sein des eucaryotes, a été principalement étudié chez les animaux et la levure chez lesquels elle régule la croissance en réponse aux facteurs de l'environnement via le niveau de traduction, la synthèse des ribosomes et le cycle de division cellulaire. Chez l'angiosperme Arabidopsis thaliana, deux gènes codent pour des protéines S6Kinases mais les travaux publiés ne montrent pas une implication de ces deux gènes dans le développement de la plante. Notre travail a consisté à mettre en évidence l'implication des protéines S6Kinases chez les plantes en utilisant comme modèle la mousse Physcomitrella patens. Nous avons développé des conditions expérimentales pour étudier le développement du protonéma de mousse qui est constitué de deux types cellulaires, le chloronéma et le caulonéma. Par exemple, nous avons caractérisé un marqueur moléculaire du caulonéma, un type cellulaire induit en condition de carence. Nous avons identifié 3 gènes codants pour les protéines S6Kinases chez Physcomitrella patens puis, nous avons réalisé les trois simples mutants par transgénèse ciblée. Nos résultats indiquent que le gène PpS6K1 permet de réguler le développement du protonéma en fonction des conditions environnementales en jouant principalement sur le rythme de division des chloronémas en fonction des nutriments.

Plants have developed a strong capacity to adapt to environmental cues like nutritive conditions. However, the signalling pathways involved in the perception of environmental signals and their integration into plant development are still poorly understood. The TOR-S6kinase signalling pathway is conserved in all eukaryotes but has been mainly studied in yeast and animals where it is known to regulate growth in response to the environment via translation, ribosome synthesis and the cell cycle. In the angiosperm Arabidopsis thaliana, two genes encode S6 kinases but their functions during development are not known.The objective of this work was to characterise the function of S6 kinases in plants using the moss Physcomitrella patens as a model system. We have developed new methods to study the development of moss protonema, a filamentous tissue made of only two cell types: chloronema and caulonema. For example, we have characterized a molecular marker of caulonema, the cell type induced by starvation. We have characterized the three genes encoding P. patens S6 kinases and used gene targeting to generate knock-out mutants for each of them. Our results indicate that PpS6K1 regulates protonema development in response to nutrient conditions, mainly through the rate of chloronema cells proliferation. In the other hand, PpS6K2 is involved in the inhibition of the chloronema to caulonema transition and in nutrient sensing. PpS6K3 seems to be involved in the development of the gametophore and the sporophyte. Thus, our results show that the three S6Ks are involved at different levels in the regulation of growth and development in the moss P patens.