Mécanismes moléculaires de tolérance au stress : étude fonctionnelle chez arabidopsis de Tudor-SN, une protéine conservée dans l’évolution impliquée dans le métabolisme des ARNs

par Nicolas Frei Dit Frey

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences du végétal

Sous la direction de Michele Bianchi.


  • Résumé

    Pour s’adapter aux contraintes environnementales, les plantes modulent continuellement leur croissance et leur différenciation. Au niveau des racines, il est intéressant d’étudier ces mécanismes dans les apex puisque les activités d’expansion et de division cellulaire s’y concentrent. Dans une approche visant à isoler des transcrits abondants dans des apex racinaires adaptés au stress hydrique, un transcrit codant une protéine conservée dans l’évolution, Tudor-Sn (TSN), a été isolé. TSN est composée de quatre domaines Staphylococcus Nucléase, dont l’activité nucléolytique est dépendante du calcium, et d’un domaine TUDOR d’interaction protéine-protéine. Chez les animaux, TSN a été copurifiée dans le RNA Induced Silencing Complex (RISC) et plus récemment proposée pour dégrader des ARN doubles brins potentiellement précurseurs de miARNs. Cependant, aucun phénotype d’un mutant tsn n’a été décrit à ce jour pour tester ces hypothèses. Lors de ce travail de thèse, nous avons pu observer chez Arabidopsis que TSN est présente dans tous les organes et qu’elle accumule préférentiellement dans les cellules de la racine initiant leur élongation. A l’aide d’immunolocalisations et de fusions traductionnelles avec la GFP, nous avons localisé TSN dans le cytosol, répartie de manière granuleuse. Afin de déterminer sa fonction, un mutant perte de fonction pour les deux gènes TSN1 et TSN2 a été généré par croisement de lignées d’intersections ADN-T. Le double mutant TSN1-1 TSN2-1 présente in vitro un défaut de croissance racinaire lié à un défaut d’expansion cellulaire, une hypersensiblilité au stress salin ainsi que des phénotypes d’hypersensibilités aux stress dans la plante adulte. Ces observations ont pu être validées par complémentation avec les loci génomiques de TSN1 ou TSN2. De plus, aucun phénotype morphologique ou moléculaire correspondant à la perte d’activité RISC n’a été détecté chez TSN1-1 TSN2-1. Finalement, une analyse transcriptomique a révélé une sous-représentation de transcrits codant presque exclusivement des protéines destinées à être secrétées. Nous avons commencé à étudier la stabililté et la régulation de ces transcrits, qui représentent de nouveaux outils pour étudier le rôle de TSN dans le métabolisme des ARNs chez les eucaryotes.


  • Résumé

    To adapt to their environmental conditions, plants are continuously modulating their growth and differentiation. At the root system level, root apices are ideal to dissect these mechanisms because they host most of cell expansion and cell division activities. In a strategy to identify abundant mRNAs in stress-adapted root tips, a transcript encoding an evolutionary conserved protein, Tudor- SN (TSN), was isolated. TSN is composed of four calcium-dependant Staphylococcus Nuclease domains, and by a protein-protein interaction domain, the TUDOR domain. In animals, TSN was copurified with the RNA Induced Silencing Complex (RISC) and more recently proposed to degrade double stranded RNAs able to act as miRNAs precusors. Nevertheless, no TSN mutant phenotype has been described yet to test these hypotheses. IN this PhD work, we detected TSN protein in all organs of Arabidopsis plants, accumulating preferentially in elongating roots cells. Using immunolocalization and GFP fusions, we localized TSN in the cytosol as a granular signal. To determine TSN functions, a tsn null mutant was generated by crossing T-DNA insertion lines mutated in either TSN1 or TSN2. In vitro, the TSN-1 TSN2-1 double mutant has a root growth-retardation phenotype associated with a defect in cell elongation and a hypersensitivity to salt stress. Stress-sensitivity was also present in soil-grown mature plants. These observations were validated by complementation with the TSN1 or TSN2 genomic loci. Moreover, no morphological nor molecular phenotypes related to RISC dysfunction were observed in tsn1-1 tsn 2-1. Finally, a transcriptomic approach revealed an under-representation of mRNAs encoding almost exclusively for secreted proteins. We have begun studying the stability and the regulation of these transcripts which represent new tools to study the role TSN in RNA metabolism in eukaryotes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (128-24 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 115-127

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)340
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