Thèse soutenue

Interactions entre la turgescence et la perméabilité des plasmodesmes au cours du développement des plantes
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Auteur / Autrice : Valeria Hernàndez Hernàndez
Direction : Arezki Boudaoud
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 17/12/2019
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
Laboratoire : Laboratoire de Reproduction et Développement des Plantes (Lyon ; 1993-....)
Jury : Président / Présidente : Christophe Godin
Examinateurs / Examinatrices : Arezki Boudaoud, Christophe Godin, Evelyne Kolb, Nathalie Leblanc - Fournier, Yann Boursiac, Gwyneth Ingram
Rapporteurs / Rapporteuses : Evelyne Kolb, Nathalie Leblanc - Fournier

Résumé

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Les cellules végétales sont entourées par une paroi cellulaire rigide, ce qui qui exclut des processus essentiels au développement animal, comme la migration cellulaire et le réarrangement des tissus. Au lieu de cela, le développement des plantes repose sur la division et l'expansion cellulaires. Le paradigme actuel suppose que l’expansion cellulaire dépend des propriétés biomécaniques de la paroi cellulaire et de la génération de la pression de turgescence. Les plasmodesmes sont des canaux membranaires qui relient des cellules voisines et permettent la libre circulation des molécules plus petites que leur diamètre (définissant leur perméabilité). Il est établi que la perméabilité des plasmodesmes change au cours du développement de la plante et que ces modifications peuvent affecter le mouvement des sucres. Pour cette raison, la perméabilité des plasmodesmes semble être un bon candidat pour la régulation de la pression de turgescence lors de l'expansion cellulaire, cependant, son rôle reste largement inexploré. Ainsi, des études antérieures suggèrent que les plasmodesmes peuvent répondre aux changements de pression de turgescence. Dans ce travail, nous avons avancé l'hypothèse selon laquelle la pression de turgescence et la perméabilité des plasmodesmes pourraient s’influence au cours du développement de la plante. Nous avons abordé ce problème en mettant tout d'abord en avant un réseau d'interactions entre différents facteurs cellulaires et moléculaires susceptibles de médier ces rétroactions entre la turgescence et les plasmodesmes. Deuxièmement, nous avons généré un modèle informatique pour explorer une direction de ces interactions: le rôle de la perméabilité des plasmodesmes sur la régulation de la pression de turgescence. Notre modèle utilise les équations de Lockhart décrivant l’expansion cellulaire irréversible, auxquelles sont ajoutées les flux d'eau et de solutés à travers les plasmodesmes. Nous avons utilisé la fibre de coton comme système d’étude car il s’agit d’une cellule unique qui ne se divise pas et qui augmente généralement en longueur. De plus, des études expérimentales antérieures dans ce système ont montré une corrélation entre la fermeture de plasmodesmes et des valeurs maximales de la pression de turgescence. Les résultats de notre modèle suggèrent que la perméabilité des plasmodesmes est en effet un facteur clé dans la régulation de la turgescence et de la croissance de la fibre du coton. De plus, nous suggérons que des changements dynamiques de la perméabilité des plasmodesmes soient nécessaires pour récupérer les comportements de pression de turgescence qui ont été rapportés expérimentalement.