Caractérisation moléculaire et fonctionnelle du recyclage de l'uracile par l'uracile-phosphoribosyltransférase d'Arabidopsis thaliana

par Samuel Mainguet

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Jean-Pierre Renou.


  • Résumé

    L’UMP est le précurseur de toutes les pyrimidines, lesquelles sont requises pour la synthèse des acides nucléiques, des glycérolipides, et des glycoprotéines. Il peut être formé par la voie de novo, coûteuse en énergie, ou par le recyclage de nucléobases ou nucléosides. Jusqu'alors, les Uracile PhosphoRibosylTransferases, qui recyclent l’uracile en UMP, étaient décrites comme non-essentielles, mais aucun mutant pour cette voie n’était étudié chez les plantes. L’étude de la famille de gènes annotés comme UPRT chez Arabidopsis a permis d’identifier un gène unique (UPP) codant pour une protéine plastidiale et responsable de la quasi-totalité de l’activité UPRT de la plante. Les mutants KO upp présentent un phénotype drastique photo-dépendant de retard développemental et dé-pigmentation. L’analyse de leur transcriptome précoce révèle un phénotype moléculaire de stress oxydatif. Nous montrons aussi une corrélation positive entre l’activité UPRT et l’accumulation d’amidon chez les mutants upp et des lignées 35S :UPP. De plus, les 35S :UPP sont plus résistants au stress salin. Des lignées amiRNA ont été crées pour étudier la mutation d’UPP à des stades plus tardifs. La protéine UPP a été purifiée chez E. Coli pour des analyses à venir. L’UPP-like du riz a été clonée et validée par complémentation chez un mutant d’E. Coli. Des lignées amiRNA et sur-expresseur d’OsUPP ont été générées pour étudier l’importance d’UPP chez cette espèce qui stocke de l’amidon. Nous proposons que le coût énergétique de la synthèse d’UMP puisse affecter le pool d’UDP-glucose chez les plantes, lequel est d’importance dans le métabolisme glucidique et la glycosylation de métabolites secondaires impliquées dans la réponse aux stress.

  • Titre traduit

    Molecular and functional study of uracil phosphorybosyltransferase mediated uracil salvage in Arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Uridine is the precursor for all pyrimidines, which are required for nucleic acids, polysaccharides, glycerolipids, and glycoproteins synthesis. They can be formed either by the energy-consuming de novo synthesis or by the energy-saving recycling of nucleobases. Lately, Uracil PhosphoRibosylTransferases, which form UMP from uracil in the salvage pathway, were described as unessential enzymes but no mutant of this pathway were studied in plants. A phylogenetic study of the UPRT annotated gene family shows that a single member (UPP) was conserved with the cyanobacteria gene ancestor. Accordingly, it was the only gene validated by complementation in E. Coli and in planta enzymatic activity measurement. We showed that UPP is targeted to plastids. The KO upp mutants displayed a light-dependent drastic pale-green phenotype and their transcriptomic analysis revealed a strong oxidative stress molecular phenotype. We showed a positive correlation between uracil recycling and starch accumulation in upp mutants and 35S:UPP lines. In addition, overexpressors are more tolerant to salt stresses. AmiRNA plants have been designed to silence UPP at later stages. The UPP protein has been expressed and purified in E. Coli for further studies. The UPP-like gene of rice has been cloned, and validated by complementation in E. Coli. OsUPP overexpressing, and amiRNA silenced Oryza lines are generated to study the importance of UPP in this starch storing species. We hypothesize that the energetic cost of uridine synthesis may directly affect the stock of UDP-glucose in plants, required for carbohydrate metabolism and the glycosylation of secondary metabolites involved in oxidative stress response.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (235 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 209-219

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)278
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.