Thèse soutenue

Description et caractérisation fonctionnelle du t-SNARE SNAP33 chez Arabidopsis thaliana
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Auteur / Autrice : Houda Henchiri
Direction : Bénédicte Sturbois
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 08/12/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences des plantes de Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....) - Institut des Sciences des Plantes de Paris-Saclay / IPS2 (UMR_9213 / UMR_1403)
référent : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Marianne Delarue
Examinateurs / Examinatrices : Sylvie German-Retana, Laurent Deslandes, Nicolas Frei Dit Frey
Rapporteurs / Rapporteuses : Sylvie German-Retana, Laurent Deslandes

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les SNAREs (soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptors) sont impliqués dans le trafic vésiculaire au cours de plusieurs processus chez les plantes et contribuent à l'homéostasie, l'immunité, la croissance et le développement.Parmi cette famille de gènes, SNAP33 code pour une protéine t-SNARE (target-SNARE) impliquée dans la fusion des vésicules à la membrane plasmique au cours de la cytokinèse et de l'immunité. L'un des traits les plus intrigants du mutant perte de fonction snap33 est le développement précoce de lésions spontanées et une morphologie naine dans des conditions de croissance normales. Les objectifs de mes travaux de thèse étaient d'abord de mieux caractériser le phénotype de snap33 aux niveaux macroscopique et moléculaire et de déterminer les voies biologique responsables de ce phénotype. Ensuite, le deuxième objectif était d'évaluer un lien potentiel entre SNAP33 et des protéines MAPKs (Mitogen-activated protein kinase) également connues pour être impliquées dans l'immunité des plantes.La caractérisation phénotypique de trois mutants alléliques snap33 a révélé que le mutant snap33 présente plusieurs caractéristiques de mutants auto-immuns, notamment de la mort cellulaire spontanée, l'expression constitutive de gènes marqueurs de stress biotique, la suraccumulation des trois principales phytohormones de défense, l'acide salicylique (SA), l'acide jasmonique (JA), et l'éthylène (ET), et la suraccumulation d'espèces réactives de d'oxygène (ROS). Des analyses transcriptomique de type séquençage d’ARN (RNA-seq) sur des plantes snap33 âgés de 5 et 12 jours, avant et après l'apparition des lésions, respectivement ont montré que de nombreux gènes impliqués dans les réponses immunitaires sont suréxprimés le mutant snap33 dès le stade 5 jours. De plus, le mutant snap33 montre une surepression de nombreux gènes de résistance (R) à 12 jours par rapport aux plantes sauvages (WT). Nos analyses génétiques ont montré que le phénotype de snap33 dépend principalement de la voie SA et ont indiqué l'implication de la signalisation par les protéine R. Ces résultats suggèrent fortement que SNAP33, ou sa fonction, est gardée par une ou plusieurs protéines R.Le module MAPK MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4 est rapidement activé en réponse à une infection pathogène et contribue à l'établissement de réponses immunitaires en phosphorylant divers substrats. Les mutants simples mpk4 et mekk1, ainsi que le double mutant mkk1 mkk2, présentent un phénotype similaire à celui du mutant snap33. Par ailleurs, SNAP33 est connu pour être phosphorylé in vivo sur des sites dont les motifs kinases sont compatibles avec la signature MAPK kinase. Ces données nous ont incités à examiner la possibilité d'une relation entre SNAP33 et MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4. Nous avons émis l'hypothèse que le module MAPK pourrait être impliqué dans la régulation de l'activité SNAP33 pendant l'immunité ou que SNAP33 pourrait réguler le module MAPK. En utilisant des tests de complémentation de fluorescence bimoléculaire (BiFC), nous avons constaté que SNAP33 interagit in vivo avec MEKK1, MKK2 et MPK4. Cependant, ces résultats n'ont pas pu être confirmés par des approches complémentaires, suggérant que, si elles sont physiologiquement vraies, ces interactions sont susceptibles d'être transitoires. Nous avons également exploré si SNAP33 est phosphorylé in vitro par MPK4 et deux autres MAPK impliquées dans l'immunité, à savoir MPK3 et MPK6. MPK3, MPK4 et MPK6 n'ont pas phosphorylé SNAP33, ce qui suggère fortement que SNAP33 n'est un substrat d'aucune de ces MAPK. Nous avons finalement examiné une éventuelle connexion génétique entre SNAP33 et le module MEKK1-MKK1/MKK2-MPK4 MAPK. Cependant, aucun des suppresseurs connus des phénotypes de mekk1, mkk1 mkk2 et mpk4 n'a supprimé le phénotype snap33. Dans l'ensemble, nos données suggèrent que SNAP33 et le module de MAPK fonctionnent indépendamment, bien que tous deux soient impliqués dans les réponses immunitaires.