Soutenance de thèse de Inès BEAUGELIN

L’oxygène singulet (1O2) est la principale espèce réactive de l’oxygène produite dans le chloroplaste dans des conditions de stress photo-oxydant. L’1O2 a un effet cytotoxique important due à sa très haute réactivité avec les macromolécules dont principalement les protéines et lipides membranaires. L’1O2 agit aussi comme molécule signal impliquée dans une signalisation rétrograde entre les chloroplastes et le noyau grâce à des médiateurs, pouvant conduire soit à la mort cellulaire programmée (MCP), soit à l’acclimatation au stress oxydant. Nous avons caractérisé l’implication de la phytohormone salicylate, agissant en aval de la signalisation de la MCP dépendante d’OXI1 (OXIDATIVE SIGNAL INDUCIBLE 1) et du jasmonate. Nous avons mis en évidence une voie de régulation négative de cette signalisation faisant intervenir des protéines inhibitrices de la MCP : DAD1 et DAD2 (DEFENDER AGAINST CELL DEATH 1 et 2). La sur-expression de ces protéines permet à la plante d’éviter de la mort cellulaire en inhibant la signalisation contrôlée par OXI1. Le Réticulum Endoplasmique (RE) est le lieu de la conformation d’une grande partie des protéines secrétées. Une perturbation dans ce compartiment induit l’activation d’une réponse adaptative appelée l’UPR (Unfolded Protein Response). Lors d’un stress RE trop important une MCP spécifique faisant intervenir des protéines NRPs (N-rich Proteins) est activée. Nous avons monté que la production d’1O2 active l’UPR. L’acclimatation à la forte lumière fait notamment intervenir la branche bZIP28/BiP3 de l’UPR. L’induction de l’UPR par un pré-traitement modéré d’un inducteur chimique de stress RE (la tunicamycine) peut déclencher une réponse d’acclimatation à la production d’1O2 permettant l’évitement de la MCP lors de l’exposition à la forte lumière. Nous avons réalisé un crible génétique pour rechercher des révertants du mutant ch1 (un surproducteur d’1O2) dans lesquels l’inhibition de croissance par l’1O2 est partiellement levée. Les gènes candidats identifiés dans ce crible feront l’objet d’études phénotypiques complémentaires.

Singlet oxygen (1O2) is a major reactive oxygen species produced within the chloroplasts during high light (HL) stress. 1O2 has a cytotoxic effect due to its high reactivity towards macromolecules including proteins and membrane lipids. 1O2 also acts as a signal molecule that plays a role in chloroplast-to-nucleus retrograde signaling involving mediators and leading either to programmed cell death (PCD) or to stress acclimation. We have shown the involvement of the phytohormone salicylic acid in HL-induced cell death, acting downstream of the OXI1 kinase and jasmonate. We have also shown a negative regulation of this signaling pathway by PCD inhibitory proteins: DAD1 and DAD2 (DEFENDER AGAINST CELL DEATH 1 and 2). Overexpressing those proteins inhibits OXI1-mediated PCD. Protein folding of most secreted proteins takes place in the Endoplasmic Reticulum (ER). Perturbations in this compartment lead to the activation of an adaptive response called UPR (Unfolded Protein Response). When ER stress is too intense, NRPs-mediated ER stress-induced cell death is activated. We have shown that 1O2 production activates UPR. In particular, the bZIP28/BiP3 UPR branch is activated during acclimation to HL. The induction of UPR by a chemical inducer of ER stress (Tunicamycin) can induce acclimation to 1O2 production and can avoid HL-induced PCD. We performed a genetic screen to search for revertants of the 1O2 overproducing ch1 mutants in which growth inhibition by 1O2 is partially released. The candidate genes will have to be confirmed by further phenotypic studies.