Etude des modes de fonctionnement des cryptochromes végétaux et animaux

par Nathalie Hoang

Thèse de doctorat en Logique du vivant

Sous la direction de Margaret Ahmad.

Soutenue en 2008

à Paris 6 .


  • Résumé

    Les cryptochromes sont des photorécepteurs à la lumière bleue présents chez les plantes et les animaux. Structuralement, ils sont composés d’un domaine N-terminal similaire aux photolyases (enzymes activées par les UVs pour réparer les dommages créés sur l’ADN par ces rayons nocifs) capable de lier deux chromophores : une ptérine et une flavine. La flavine est le chromophore catalytique. Chez les plantes et la drosophile, le cryptochrome (DmCry) est un photorécepteur clairement établi : l’activation de ce dernier après irradiation se ferait via un transfert d’électron intramoléculaire. Cependant, l���activation des cryptochromes des mammifères comme par exemple le cryptochrome 1 humain (HsCry1) est un sujet largement controversé dans le domaine scientifique : la photosensibilité des cryptochromes des mammifères reste encore à démontrer et un mécanisme d’activation indépendant de la lumière est envisagé. Bien que les cryptochromes possèdent deux chromophores, la flavine reste le pigment le plus étudié dans la photoréaction précoce. En outre, le rôle de la ptérine reste encore obscur. Les ancêtres des cryptochromes, les photolyases, utilisent ce pigment comme antenne collectrice de photons, transmettant l’énergie d’activation à la flavine, chromophore catalytique induisant la réparation de l’ADN. Chez les cryptochromes végétaux, nous avons démontré un rôle similaire de la ptérine. En effet, un spectre d’action montre une plus grande efficacité de l’UV proche dans l’activation du cryptochrome, comparé à la lumière bleue. De plus, des cellules d’insectes exprimant AtCry1 présentent une photoréduction dans l’UV inhibée en l’absence de ptérine. La ptérine aurait donc un rôle similaire à celui des photolyases, c’est-à-dire celui d’antenne collectrice. Afin d’éclaircir la situation des cryptochromes animaux, nous avons entrepris l’étude de cellules d’insecte en culture surexprimant DmCry ou HsCry1. Les résultats montrent que ces cryptochromes sont capables d’induire une photoréaction in vivo. Grâce à des techniques de Résonnance Paramagnétique Electronique (EPR), nous avons également montré que cette photoréaction induisait la disparition de flavine oxydée parallèlement à l’apparition de flavine sous forme semi-réduite, s’accumulant dans les cellules. De plus, des résultats obtenus grâce à l’analyse de mutants ponctuels du DmCry montrent qu’un transfert d’électrons intraprotéique est impliqué dans cette photoréduction. La photoréduction semble donc être un mécanisme conservé entre les cryptochromes végétaux et les cryptochromes animaux. Les cryptochromes des mammifères apparaissent alors comme étant des protéines photosensibles au sein de ce système. De plus, nous avons également démontré une activité biologique de HsCry1 chez des mouches transgéniques, capable de complémenter un des phénotypes contrôlés d’un mutant de DmCry. Mon travail de thèse a donc contribué à la meilleure compréhension des mécanismes d’activation des cryptochromes animaux et végétaux, ainsi qu’à la démonstration de la capacité résiduelle des cryptochromes des mammifères à répondre à la lumière.

  • Titre traduit

    Study of the ways of functioning of the plants and animals cryptochromes


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Informations

  • Détails : 1 vol. (199 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 177-199. 293 réf. bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2008 603
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