La voie calcium/calmoduline chez arabidopsis thaliana : une approche genetique

par Nicolas Bouché

Thèse de doctorat en Sciences biologiques fondamentales et appliquées

Sous la direction de David Bouchez.

Soutenue en 2000

à Paris 11 .

mots clés

• Sciences biologiques fondamentales et appliquees. Psychologie
• Biologie moleculaire et cellulaire
• Transduction signal
• Arabidopsis thaliana
• Calcium
• Glutamate decarboxylase
• Activite enzymatique
• Regulation
• Gaba
• Metabolisme
• Succinate-semialdehyde dehydrogenase
• Mutation
• Phenotype
• Canal membranaire
• Calmoduline
• Amp cyclique
• Gene
• Facteur transcription
• Caracterisation
• Site actif
• Proteine liaison dna
• Ankyrine
• Gene dl10

Résumé

Le calcium est un messager secondaire jouant un role majeur dans la signalisation cellulaire. De nombreuses proteines liant le calcium et regulees par celui-ci, sont impliquees dans la reponse des plantes aux stimuli environnementaux, comme la calmoduline, presente dans toutes les cellules eukaryotes. La plante modele arabidopsis thaliana a ete utilisee pour rechercher par genetique reverse des knockouts de genes impliques dans la transmission du signal calcique. La glutamate decarboxylase dont l'activite est regulee par le calcium, participe a la synthese du gaba. Lorsque la fonction racinaire de la glutamate decarboxylase a ete supprimee, le niveau de gaba des racines est devenu plus faible. Un autre knockout a ete obtenu pour le semialdehyde succinique dehydrogenase, la seconde enzyme responsable de la degradation du gaba. Les mutants sont steriles, presentant un phenotype nain. L'etude fonctionnelle du metabolisme du gaba est desormais rendue possible par l'utilisation de ces mutants. Enfin, un canal regule par l'ampc et la calmoduline a ete disrupte, demontrant ainsi que ce canal est implique dans le transport du plomb. Pour determiner le role du calcium nucleaire dans l'activation de la transcription, une nouvelle famille de genes a ete isolee, les genes dl10, qui codent pour des proteines nucleaires se liant a la calmoduline et homologue a des proteines humaines. La proteine recombinante se lie a l'adn et a l'heparine, in vitro. Un domaine pouvant activer la transcription d'un gene rapporteur chez la levure a ete identifie. Le site de liaison a la calmoduline, le domaine d'activation de la transcription et le domaine de liaison a l'adn ont a ete localises en divers endroits de la proteine. De plus, deux motifs ankyrine ont ete identifies. Par consequent, les genes dl10 codent pour de nouveaux facteurs de transcription regules par la calmoduline et comportant des motifs d'interaction proteine-proteine.

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