Soutenance de thèse Ekaterina Aleksenko

Petites amines, protéines associées et réponses aux stress chez Arabidopsis

En tant qu'organismes non mobiles, les plantes subissent une multitude de stress, comme des attaques de pathogènes et divers stress biotiques, des conditions de sol défavorables, des variations de température et de disponibilité en eau allant jusqu’à de forts stress hydriques. Elles ont développé des stratégies d'adaptation en utilisant des myriades de protéines et de métabolites, qui interagissent dans un réseau complexe de voies permettant aux plantes de réagir de manière appropriée à la nature et la sévérité des stress. Un de ces couples protéine-métabolite est l'acétyltransférase NATA1 et son produit, une petite diamine acétylée (acétyl-1,3-diaminopropane; acDAP). Ce couple est impliqué dans la réponse au stress hydrique, participant à la régulation des besoins antagonistes entre conservation de l'eau et absorption du gaz carbonique par les stomates en contrant la fermeture des stomates contrôlée par l'acide abscissique. Le premier axe de ma thèse s'est concentré sur l’étude de la protéine NATA1 et de NATA2, son proche homologue de fonction inconnue. NATA1 et NATA2 appartiennent à la superfamille des N-Acétyltransférases de type Gcn5 (GNATs), qui compte des milliers de membres dans tous les domaines du vivant, agissant sur une large variété de substrats, depuis les protéines jusqu’à de petits métabolites, telles que des amines, et participant à diverses voies impliquées dans le développement, le métabolisme et les réponses aux stress. Présents en tandem dans le génome, les deux gènes NATA proviendraient d'une duplication. Malgré la conservation des domaines catalytiques et une identité de près de 80%, les deux protéines présentent des sélectivités de substrats différentes. Ainsi, la première question a été la suivante : « Comment NATA1 et NATA2 parviennent-elles à des sélectivités de substrats différentes malgré leur grande similarité ? », ce qui a conduit à une question plus large : « Comment la structure protéique des GNATs détermine-t-elle la sélectivité de substrats tels que de petites amines ? » Des approches de modélisation, de mutagenèse et des essais enzymatiques ont permis un aperçu de la façon dont NATA1 et NATA2 interagissent avec leurs substrats, et une identification des principales différences entre ces deux enzymes. Cependant, NATA1 n'a pas seulement divergé de NATA2 de par son activité enzymatique, mais aussi de par son profil d'expression. Les deuxième et troisième questions ont été les suivantes : « Comment les profils d'expression de NATA1 et NATA2 diffèrent-ils en réponse à des conditions de stress ? » et « Quels sont les rôles potentiels de NATA2 in planta ? » De nouveaux mutants de NATAs ont été générés par la stratégie CRISPR/Cas9 afin de faciliter l'exploration de ces questions. Enfin, une expérimentation en levure, basée sur une technique de double-hybride modifiée, a permis d'identifier une protéine qui interagit potentiellement avec l'acDAP (DBP), offrant la possibilité d'étudier de potentiels événements en aval médiés par l'acDAP. Le second axe de ma thèse a porté sur le rôle fonctionnel de ce nouvel acteur en exploitant les mutants dbp générés par CRISPR/Cas9.

Directrice de thèse : Valérie Gaudin - INRAE, IJPB, Versailles, équipe

Composition du jury
> Alexandre Berr (rapporteur) - CNRS, IBMP, Strasbourg
> Philippe Nacry (rapporteur) - INRAE, IPSiM, Montpellier
> Catherine Bellini (rapportrice) - INRAE, IJPB, Versailles
> Mariane Delarue (Examinatrice) - Université Paris-Saclay, IPS2, Gif-sur-Yvette
> Jeffrey Leung (invité)- CNRS, INRAE, IJPB, Versailles

Pour y assister contact Valérie Gaudin

Une recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.