Doctorant : Henri Pégeot
Université : Université de Lorraine
Durée du contrat : 2012-2015
Titre de la thèse — Etude structure-fonction des glutathion transférases (GST) de la classe Phi chez l’arbre modèle Populus trichocarpa
Equipe d’accueil et encadrant(s) —
Equipe : Equipe Réponse aux stress et régulation redox
Directeur de thèse : Nicolas Rouhier
Co-directeur de thèse : Arnaud Hecker
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Contexte et état de l’art — Les glutathion transférases sont des enzymes rencontrées chez les eucaryotes et les procaryotes. Ces protéines fournissent en particulier une protection contre les molécules xénobiotiques et endogènes toxiques en catalysant la conjugaison du tripeptide glutathion sur ces molécules. On dénombre environ 80 GST regroupées en neuf classes. La classe Phi est quasi spécifique aux organismes photosynthétiques et regroupe huit isoformes chez le peuplier présentant un fort taux d’identité, suggérant des possibles redondances fonctionnels. Ce sont des enzymes d’environ 25 kDa présentant une sérine catalytique. Des études protéomiques et transcriptomiques ont montré que celles-ci étaient induites en réponse à de nombreux stress. Toutefois, la fonction physiologique précise et les substrats endogènes ou exogènes de ces GST restent inconnus.
Objectifs et questions de recherche — Le projet consiste à effectuer une analyse structure-fonction des GST Phi présentes chez le peuplier afin d’identifier les rôles physiologiques et les spécificités de chaque isoforme.
Enjeux scientifiques et socio-économiques — Le peuplier est une espèce très répandue en europe qui est indispensable au maintien de nombreux biotopes. D’autre part, la populiculture a été favorisée en foresterie et en horticulture du fait de la croissance rapide de cet arbre. Les peupliers sont sujets à de nombreuses contraintes environnementales telles que les attaques de ravageurs ou les stress résultant des changements climatiques. Plusieurs instituts de recherche s’intéressent à des procédés biotechnologiques ayant pour but l’amélioration génétique de différentes espèces de peuplier et à la création de nouvelles variétés plus tolérantes à ces stress ou utilisables en phytoremédiation. Au niveau fondamental, la compréhension des mécanismes de réponse aux stress induits par ces contraintes constitue un pré-requis crucial avant d’envisager des moyens de lutte contre ces stress.
Approches méthodologiques et résultats attendus — La caractérisation des GST Phi se découpe en trois grands axes qui combinent des approches multidisciplinaires:
(i) l’étude des propriétés enzymatiques et structurales
(ii) l’étude des quantités de transcrits et de protéines dans les organes de peuplier
(iii) la recherche de substrats physiologiques (protéines, métabolites, xénobiotiques)
Compte-tenu du projet et en fonction des résultats obtenus, il est envisagé de publier plusieurs articles de recherche dans des revues de biologie végétale, de biochimie et de biologie structurale.
