Rôle des transporteurs du tonoplaste dans la croissance de la vacuole et le grandissement cellulaire

par Alice Destailleur

Projet de thèse en Biologie Végétale

Sous la direction de Martine Dieuaide-noubhani.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec Biologie du Fruit et Pathologie (laboratoire) et de Métabolisme (equipe de recherche) depuis le 14-09-2017 .


  • Résumé

    Dans ce projet, nous proposons d'étudier le coût énergétique de la croissance des jeunes fruits de tomate, en mettant l'accent sur le rôle de l'expansion des vacuoles. Pour cela, nous étudierons le métabolisme des principaux contributeurs au potentiel osmotique, à savoir les sucres et les acides organiques, en combinant une approche de modélisation et la manipulation de l'expression de transporteurs vacuolaires. Dans une première étape, le candidat utilisera la bioinformatique pour sélectionner les meilleurs candidats pour la transformation parmi les gènes codant pour les transporteurs tonoplastiques de glucose, de fructose, de saccharose, de malate et de citrate. Cela comprend l'analyse et l'utilisation de promoteurs spécifiques aux fruits. Les plantes transgéniques générées seront phénotypées (générations T0 et T1) par des mesures de la croissance des fruits, de la teneur en métabolites, du pH du péricarpe, de l'expression des gènes étudiés). Dans une deuxième étape, le génotype transformé avec succès sera ensuite analysé en profondeur en utilisant à la fois la métabolomique subcellulaire et la cytologie pour estimer les concentrations subcellulaires de sucres et d'acides organiques dans le cytosol et dans la vacuole du péricarpe. Les deux approches bénéficieront d'un savoir-faire acquis récemment (par exemple, le développement récent de protocoles de fractionnement non aqueux permettant d'analyser la compartimentation subcellulaire des métabolites) et de proximité des métabolites et des équipements cytologiques associés au laboratoire. Des expériences de marquage isotopique utilisant le 13C02 seront effectuées pour évaluer les vitesses d'importation des sucres et acides organiques dans la vacuole. Dans une troisième étape, les données obtenues seront utilisées pour implémenter un modèle récemment développé dans notre équipe qui décrit le métabolisme du sucre et inclut la vacuole comme compartiment (Beauvoit et al., 2014) afin d'évaluer le coût énergétique de la croissance des vacuoles

  • Titre traduit

    The role of the tonoplastic transporters in the vacuole and cell growth


  • Résumé

    In this project, we propose to study the energetic costs of growth in young tomato fruits, with a focus on the role of vacuole expansion. For this, the metabolism of the major contributors to osmotic potential, i.e. sugars and organic acids, will be studied via an approach combining modelling and the manipulation of the expression of their vacuolar transporters. In a first step, bioinformatics will be used to select the best candidates for transformation among genes encoding tonoplastic transporters of glucose, fructose, sucrose, malate and citrate. This will include the analysis and use of fruit specific promotors. Transgenic plants will then be generated and phenotyped (T0 and T1 generations) by measurements of fruit growth, metabolite contents, pericarp pH, expression of the genes studied). In a second step, successfully transformed genotypes will then be analyzed in depth by using both subcellular metabolomics and cytology to estimate the subcellular concentrations of sugars and organic acids in the cytosol and in the vacuole of the pericarp. Both approaches will benefit from recently acquired know-how (e.g., the recent development in of protocols for non-aqueous fractionation that enable the analysis of the subcellular compartmentation of metabolites) and of the proximity of the metabolome and cytology facilities, which are associated to the laboratory. C13 labelling experiments using 13C02 will be performed to evaluate the rate of sugar and organic import into the vacuole. In a third step, the obtained data will be used to upgrade a model recently developed in our team that describes sugar metabolism and includes the vacuole as a compartment (Beauvoit et al., 2014) in order to evaluate the energetic cost of vacuole growth.