Etude multi-échelle du contrôle de l'hôte sur ses algues symbiotiques

Multiscale study of the host control on its symbiotic microalgae

• Auteur / Autrice : Andrea Grundy
• Direction : Gilles Curien, Johan Decelle
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Végétale
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LPCV - Laboratoire de Physiologie Cellulaire Végétale

Mots clés

Mots clés libres

Microscopie à fluorescence

Photosymbiose

Microalgues

Image à haut résolution

Protéomiques

Photosymbiosis

High-resolution imaging

Fluorescence microscopy

Microalgae

Proteomics

Résumé

Durant l'évolution, les microalgues ont acquis la photosynthèse par endosymbiose avec une cellule procaryote ou eucaryote porteuse de chloroplastes. L'établissement d'une connexion métabolique entre la cellule hôte et ses endosymbionts photosynthétiques capturés est reconnu comme une étape fondamentale. Cependant, les mécanismes sous-jacents et les acteurs moléculaires de l'interaction métabolique ne sont pas encore caractérisés. Les photosymbioses entre l'hôte unicellulaire et les microalgues intactes représentent les meilleurs systèmes expérimentaux disponibles pour étudier les premières étapes de l'acquisition du plaste. Ce projet de doctorat vise à dévoiler les mécanismes par lesquels l'hôte s'adapte et exploite ses microalgues, en utilisant une combinaison de différentes techniques d'imagerie, de protéomique et de génomique fonctionnelle sur la symbiose Paramecium-Chlorella. L'intégration structurelle des microalgues dans leur cellule hôte sera étudiée au moyen de la microscopie électronique 3D. Des marqueurs de microscopie à fluorescence seront utilisés pour mieux caractériser le symbiosome, une vacuole dérivée de l'hôte qui contient les microalgues. La membrane du symbiosome sera ensuite purifiée et les protéines seront révélées grâce à la protéomique basée sur la spectrométrie de masse. La fonction de certaines protéines clés de l'hôte sera évaluée en utilisant l'approche ARNi et un test de criblage morpho-fonctionnel combinant l'imagerie multimodale. Les résultats amélioreront non seulement notre connaissance des interactions métaboliques dans la photosymbiose, mais apporteront également de nouvelles perspectives d'évolution dans l'acquisition des plastides chez les eucaryotes

Microalgae originally acquired photosynthesis through endosymbiosis with a chloroplast-bearing prokaryotic or eukaryotic cell. The establishment of a metabolic connection between the host cell and its captured photosynthetic endosymbionts is recognized to be a fundamental step. However, the underlying mechanisms and molecular players of the metabolic interaction remain uncharacterized. Photosymbioses between single-celled host and intact microalgae represent the best available experimental systems to study the first steps of plastid acquisition. This PhD project aims at unveiling the mechanisms by which the host accommodates and exploits its microalgae, using a combination of different imaging techniques, proteomics and functional genomics on the Paramecium-Chlorella symbiosis. The structural integration of the microalgae in their host cell will be investigated with 3D electron microscopy. Fluorescence microscopy markers will be used to further characterize the symbiosome, a host-derived vacuole that contains the microalgae. The symbiosome membrane will be then purified and proteins will be revealed with mass spectrometry-based proteomics. The function of some key host proteins will be assessed using RNAi approach and a morpho-functional screening assay combining multimodal imaging. Results will not only improve our knowledge of the metabolic interactions in photosymbiosis, but will also bring new evolutionary insights into plastid acquisition in eukaryotes.