Adaptation au stress oxydant de l'association cnidaires-dinoflagellés : rôle de la symbiose

Oxidative stress adaptation of the cnidarian-dinoflagellate association : involvement of symbiosis

• Auteur / Autrice : Sophie Richier
• Direction : Denis Allemand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nice

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hyperoxie

Stress oxydatif

Dinoflagellés

Cnidaires

Symbiose

Résumé

Au sein d’une association symbiotique, les organismes en interaction doivent s’adapter au niveau physiologique et moléculaire, aux conditions nécessaires et indispensables à leur partenaire réciproque. Dans la symbiose, entre une anémone de mer tempérée, Anemonia viridis et un Dinoflagellé photosynthétique, Symbiodinium sp, les tissus animaux sont soumis quotidiennement à des transitions hyperoxie/hypoxie endogènes, avec des concentrations en oxygène trois fois supérieures à la valeur normoxique. Dans le but de comprendre les mécanismes mis en œuvre pour lutter contre la toxicité de l’oxygène, nous avons, au cours de ce travail, caractérisé une enzyme de défense antioxydante, la superoxyde dismutase (SOD). Des analyses biochimiques et moléculaires ont permis de montrer une très grande diversité, associée à des caractéristiques inhabituelles des isoformes de SOD et l’implication de telles isoformes dans la résistance à un stress hyperoxique endogène ou exogène (100 % O2) mais aussi à des périodes prooxydantes telles qu’ne augmentation de température. Bien que résistante, cette association peut être rompue. Un des mécanismes de dissociation suggéré serait l’entrée en apoptose de la cellule hôte animale ou du symbiote suite à un stress environnemental. Divers stress ont été testés afin de démonter l’implication du stress oxydant dans le phénomène apoptotique. Les résultats obtenus suggèrent l’induction d’un processus de mort cellulaire programmée et d’une activité protéasique caspase-like lors d’un stress oxydant. Ce dernier serait donc un paramètre clé dans le phénomène de rupture de symbiose des Cnidaires symbiotiques, communément appelé « blanchissement ».

In a symbiotic association, organisms must adapt, at physiological and molecular level, to essential conditions for their mutual partner. In the symbiosis between the temperate sea anemone Anemonia viridis and a photosynthetic Dinoflagellate Symbiodinium sp. , animal tissues are daily submitted to endogenous hyperoxia/anoxia transitions, with O2 concentration reaching three times the normoxia. In order to understand mechanisms implied in protection against oxygen toxicity, one of the enzymes involved in antioxidant defence, the superoxide dismutase (SOD) has been studied. Biochemical and molecular analyses showed a large diversity of SOD isoformes, associated to unusual characteristics and the involvement of such isoformes in the resistance to either endogenous or exogenous (100 % O2) hyperoxia but also to prooxidant period such as thermal increase. Even resistant, this association can be disrupted. One of the mechanisms suggested would be an apoptotic process of the animal cell or symbiont under environmental stress. Several stresses were tested to demonstrate the implication of prooxidant period in the apoptotic phenomenon. Data suggest the induction of programmed cell death and caspase-like proteasic activity during oxidative stress. The later would be a key parameter in the disruption parameter of the symbiotic Cnidarians, commonly called “bleaching”.