Effets de la lumière bleue et du champ magnétique sur la synthèse des ROS par le cryptochrome

Effects of blue light and magnetic field on the synthesis of ROS by cryptochrome

• Auteur / Autrice : Louis-David Arthaut
• Direction : Margaret Ahmad, Carlos Martino
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire, photobiologie
• Date : Soutenance le 31/10/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie Paris-Seine
• Jury : Président / Présidente : Codjo Hountondji
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Baldissera Giovani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laura Baciou, Robert Usselman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress oxydatif

Magnétoréception

Inhibiteurs

Flavoprotéines

Lumière -- Effets physiologiques

Mots clés libres

Lumière

Stress

Signalisation

Cryptochrome

ROS

Champ magnétique

Light

Cryptochrome

ROS

Résumé

Les cryptochromes sont des photorécepteurs qui absorbent la lumière bleue. On les trouve chez les animaux et les plantes, ils ont de multiples rôles de signalisation. Ils permettent de réguler la croissance, le développement, les rythmes circadiens ou encore le stress. Leur activation par la lumière bleue se traduit au niveau biochimique par la photoréduction d’un cofacteur qui leur est associé : la flavine, ce qui déclenche ensuite un changement conformationnel du domaine C-terminal qui permettra la liaison des cryptochromes à de multiples partenaires responsables de la signalisation. Aujourd’hui la recherche sur le fonctionnement des cryptochromes s’appuie sur de nouveaux champs d’étude, parmi ceux-ci figurent leur lien avec les ROS ainsi que leur sensibilité aux champs magnétiques. Dans nos travaux nous montrons pour la première fois que les cryptochromes animaux peuvent, à l’instar des cryptochromes de plante, synthétiser directement certains ROS après activation par la lumière bleue, et que cette synthèse a un rôle de signalisation. Enfin nous avons mis en lien leur propriété de magnétoreception avec leur synthèse de ROS chez des modèles cellulaires animaux.

Cryptochromes are photoreceptors that absorb blue light, they are found in animals and plants and have multiple signaling roles. In plants they can regulate growth, development, circadian rhythms or stress; in animals they also regulate circadian rhythms and stress responses. Their activation in the presence of blue light is reflected biochemically by the photoreduction of the flavin which is associated with these proteins, this cofactor then triggers a conformational change of the C-terminus domain that will allow the binding of cryptochromes to multiple partners responsible for signaling. Today, research on the functioning of cryptochromes is based on new fields of study, among them are their link with the ROS and their sensitivity to magnetic fields. In our work we show for the first time that animal cryptochromes can also directly synthesize some ROS after activation in blue light, and that this synthesis which is also observed in plants has a signaling role. Finally, we have linked their magnetoreception property with their ROS synthesis in animal cell models.