Localisations et rôles des polysaccharides de paroi au cours du développement de deux modèles d’algues brunes : le zygote de Fucus et Ectocarpu

Locations and roles of cell wall polysaccharides during the development of two models of brown algae

• Auteur / Autrice : Amandine Siméon
• Direction : Bernard Kloareg, Cécile Hervé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 13/04/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie intégrative des modèles marins (Roscoff, Finistère ; 2014-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Azeddine Driouich, François-Yves Bouget
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Christine Ralet, Sylvia Colliec-Jouault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytologie du développement

Polysaccharides

Paroi cellulaire végétale

Phéophycinées

Mots clés libres

Paroi

Alginates

Fucanes sulfatés

AGPs

Zygote de Fucus

Ectocarpus

Cell wall

Alginates

Fucans

AGPs

Fucus zygote

Ectocarpus

Résumé

La paroi des algues brunes constitue un compartiment cellulaire majeur impliqué dans de nombreuses réponses physiologiques dont la croissance cellulaire, le développement, ou encore dans l’adaptation aux variations physico-chimiques de l’environnement. Tout comme d’autres organismes photosynthétiques (plantes, algues rouges et vertes), les algues brunes ont une paroi essentiellement composée de polysaccharides, mais compte-tenu des distances phylogénétiques, les composés sont distincts, avec nottament des alginates et des fucanes sulfatés. La majorité des connaissances sur ces compositions dérive d’extractions chimiques effectuées sur des algues entières, au cours desquelles l’information cellulaire est perdue. Aujourd’hui, des anticorps monoclonaux spécifiques d’alginates et de fucanes d’algues brunes ont été développés et caractérisés. Ces outils peuvent être utilisés pour localiser précisément à un niveau cellulaire et tissulaire des fractions polysaccharidiques particulières. Outre des informations sur la structure et la composition de la paroi, ces anticorps permettent d’étudier les rôles de ces polysaccharides dans de nombreuses réponses physiologiques, dont le développement. Afin d’étudier ces aspects, deux organismes modèles d’algues brunes, le zygote de Fucus et les sporophytes d’Ectocarpus ont été utilisés. Lors de cette thèse, des glycoprotéines minoritaires, des AGPs (arabino-galactanes protéines) ont été mises en évidence dans la paroi des algues brunes avec des fonctions majeures dans l’embryogénèse chez Fucus. L’utilisation de nos anticorps monoclonaux spécifiques a permis de montrer la dynamique de la mise en place des alginates et des fucanes au cours du développement de nos modèles. J’ai ainsi pu montrer l’implication des fucanes dans la croissance apicale et le rôle crucial du sulfate présent dans l’environnement, dans ce processus.

The cell wall of brown algae is a major cell compartment involved in many physiological responses including cell growth, development, or in adaptation to the physico-chemical changes of the environment. Like other photosynthetic organisms (plants, red and green algae), brown algae have a cell wall mainly composed of polysaccharides, but taking into account phylogenetic distances, the compounds are distinct, with notably alginates and sulfated fucans. Most knowledge on cell wall compositions comes from chemical extractions carried out on whole algal plants, with the induced lost of most cellular information. Today, monoclonal antibodies specifically dericted against alginates and sulfated fucans have been developed and characterized. These tools can be used to precisely localize at a cellular and tissue level their particular polysaccharide fractions. In addition to the information on the structure and composition of the cell wall, these antibodies allow to study the biological roles of the cell wall in many functional responses, including during early development. In this study, two model organisms of brown algae, the zygote of Fucus and the sporophytes of Ectocarpus, were used. In term of cell wall composition, glycoproteins known as arabinogalactan proteins (AGPs) have been identified as minor components in the cell walls of brown algae. They were shown to have a functional role in the Fucus embryogenesis. The use of our specific monoclonal antibodies allowed to locate alginates and fucans in cell walls during the development of our models. Notably, I have shown the involvement of sulfated fucans in normal apical growth and the crucial role of sulfate in this process.