Soutenance de thèse Victor Murison

Victor MURISON  va soutenir sa thèse en Biochimie, Biologie Moléculaire et Cellulaire intitulée :« Réponses de la diatomée Phaeodactylum tricornutum à une carence azotée suivie d'une resupplémentation » en présentiel,
le 13 décembre à 9h, amphi 2
Cette thèse a été réalisée au laboratoire BiOSSE de l'Université du Mans.

Le jury est composé de :

• Sabine D'Andréa, Professeure à AgroParisTech, Rapporteure
• Olivier Gonçalves, Professeur à Nantes Université, Rapporteur
• Claire Hellio, Professeure à l'Université de Bretagne Occidentale
• Yonghua Li-Beisson, Directrice de Recherche au CEA Cadarache
• Lionel Ulmann, Professeur à Le Mans Université/IUT de Laval, Directeur de thèse
• Josiane Hérault, Maître de Conférences à Le Mans Université/IUT de Laval, encadrante de thèse
• Justine Marchand, Maître de Conférences à Le Mans Université/UFR Sciences et Techniques du Mans, encadrante de thèse

Résumé :

Les diatomées sont des microalgues qui présentent une grande importance écologique. En réponse à des variations dans leur environnement, comme une carence en azote, elles réorientent leur métabolisme vers l'accumulation de triglycérides (TG) qui sont stockés dans des gouttelettes lipidiques (LD).

La variation de composition de leur biomasse en réponse à des stress abiotiques a attiré l'attention pour leur valorisation économique. Cependant, les stress induisent également un arrêt de croissance ce qui limite la productivité de ces approches. Pour augmenter cette productivité, la plupart des recherches se sont concentrées sur l'augmentation des voies de synthèse des lipides.
Toutefois, certaines études ont également démontré que l'inactivation des voies de dégradation était une approche prometteuse, bien que chez les diatomées, ces voies soient mal connues. La plupart des recherches centrées sur le métabolisme des lipides des diatomées ont étudié le modèle Phaeodactylum tricornutum. Cette espèce comporte différents écotypes, isolés à différents endroits du globe, dont notamment les écotypes Pt1 et Pt4 fréquemment étudiés et génétiquement distants. De précédentes études ont en outre souligné que ces écotypes présentaient des phénotypes différents d'accumulation des lipides.

Les objectifs principaux de cette thèse ont donc été d'une part de caractériser les réponses de ces deux écotypes pendant une carence azotée qui induit l'accumulation de lipides, et d'autre part d'obtenir une meilleure compréhension des processus de dégradation des lipides mis en place après resupplémentation des cultures carencées. Les cultures ont été caractérisées via plusieurs approches. La microscopie confocale a montré que le volume total des LD augmentait tandis que le volume du plaste diminuait en carence, avec une réponse inverse et plus rapide après resupplémentation, soutenant le recyclage d'éléments du plaste pendant la carence. Les deux écotypes ont montré des stratégies d'accumulation différentes, soulignant des différences phénotypiques également détectées au niveau de la physiologie photosynthétique et du volume cellulaire.
Toutefois, 24 heures après retour de l'azote, les deux écotypes montrent une dynamique similaire de fragmentation des LDs avant de retourner à une situation proche de l'état non carencé en 72 heures. En se concentrant sur la fragmentation, un changement de localisation de certaines LDs a été observé, ce qui suggère un éloignement par rapport au plaste, pouvant signifier l'implication de la lipophagie, l'un des deux mécanismes de dégradation des lipides connus chez les eucaryotes avec la lipolyse.

Les analyses de biochimie ont affiné ces observations avec la mise en évidence, en plus de la dynamique des lipides, d'une dynamique des glucides solubles qui sont rapidement accumulés en carence et consommés dès 12 heures après retour de l'azote. Une mesure de l'expression des gènes impliqués dans le métabolisme des lipides et des glucides a été conduite mettant en évidence certaines isoformes particulièrement régulées par la transition entre carence et resupplémentation. Certains gènes étaient régulés de manière différente entre Pt1 et Pt4, soulignant leurs différences de réponse phénotypique. Pour pouvoir choisir les gènes à étudier concernant la dégradation des lipides, un criblage bioinformatique a été conduit permettant d'identifier 8 lipases candidates. L'analyse de la régulation des transcrits correspondants a montré que l'une d'entre elles (Phatr3_EG02408) était surexprimée chez les deux écotypes après retour de l'azote soulignant son possible rôle dans cette réponse. Une étude fonctionnelle de cette enzyme pourra être couplée à une étude de l'importance relative de la lipolyse et de la lipophagie.