UPPMR

Use of Physcomitrella patens to generate Mutants of the Redox Systems

Responsable scientifique : Jean-Pierre Jacquot (UMR 1136 Interactions Arbres/Micro-organismes – IAM, Groupe Réponse au Stress et Régulation redox.

Partenaires Labex : Pr Ralf Reski, Pr Oliver Einsle (Freiburg Universität, Plant Biotechnology, Biochemie)

Collaboration : Desirée Gutle (doctorant, Nancy-Freiburg), Stephanie Muller (post doc, Freiburg), Andreas Meyer, Pr Bonn Universität)

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Contexte— Dans les chloroplastes, la fixation du CO2 est réalisée par une série d’enzymes constituant le cycle de Calvin. L’activité de plusieurs de ces protéines dont deux phosphatases, la fructose 1,6 bisphosphatase (FBPase) et la sédoheptulose bisphosphatase (SBPase) est régulée par la lumière via le système ferrédoxine-thiorédoxine (FTR). Le système FTR est donc un point de régulation important susceptible de contrôler les performances photosynthétiques des plantes et leur rendement agronomique. Récemment, de gros progrès ont été faits concernant la caractérisation biochimique et structurale des enzymes du cycle de Calvin et du système FTR. Cependant ces résultats n’ont pas été validés par la génération de mutants in vivo et des incertitudes subsistent sur les propriétés catalytiques et structurales des phosphatases.

Objectifs— La thèse de Desirée Gütle se déroule sur deux sites à l’Université de Lorraine et celle de Freiburg. Elle a deux objectifs :
i)               Créer des mutants du système FTR chez une mousse Physcomitrella patens qui permet le remplacement de gène par recombinaison homologue.
ii)             Comparer les propriétés cinétiques et structurales des FBPase et SBPase de Physcomitrella patens et du peuplier.

Démarche —  Ce travail est très complémentaire. Le laboratoire de Plant Biotechnology de Freiburg possède les compétences pour créer les mutants chez Physcomitrella patens, le laboratoire de Biochemie les compétences structurales en particulier pour les phosphatases et le groupe Réponse au Stress et régulation redox les compétences pour la génération et la mutagenèse de protéines redox et l’étude physiologique des mutants. La doctorante servira de trait d’union entre ces trois groupes.

Résultats et impacts attendus— Cette coopération permettra de clarifier les rapports entre FBPase et SBPase et d’estimer la contribution de la régulation redox au rendement photosynthétique en matière de fixation du CO2. On peut envisager à terme la création de variétés résistantes au stress ou à meilleure productivité agronomique.