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En direct des labos

par Olivier VALLON - publié le , mis à jour le

Chaque mois, communiquez à Olivier Vallon le pdf d’un article récemment publié, avec un court "chapeau" explicatif (<125 mots)

Octobre 2016

Labo BASSI :

Bressan, M., L. Dall’Osto, I. Bargigia, M. J. P. Alcocer, D. Viola, G. Cerullo, C. D’Andrea, R. Bassi, M. Ballottari (2016) LHCII can substitute LHCI as an antenna for Photosystem I although with a reduced light harvesting capacity. Nature Plants , 2, 16131..

Incroyable versatilité des antennes collectrices de lumière : quand on abolit l’expression des gènes du LHCI, c’est l’antenne LHCII qui vient s’associer au centre PSI ! La nouvelle antenne est plus petite (un seul trimère) mais tout aussi efficace que le LHCI natif. Seuls manquent bien sûr les chlorophylles "rouges", qui permettent la croissance à l’ombre des autres plantes.

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Labo FEERIER-PAGES :

Ezzat, L., Maguer, J.F., Grover, R. and Ferrier-Pages, C. (2016)) Limited phosphorus availability is the Achilles heel of tropical reef corals in a warming ocean. Sci Rep 17(6), 31768..

La hausse de la température de l’eau de mer est un des principaux facteurs entraînant le déclin des récifs coralliens car elle entraîne la rupture de la symbiose corail-dinoflagellé et une carence alimentaire chez les coraux. Cet article montre une diminution de l’absorption d’azote par les coraux durant une période de stress thermique. A l’inverse, l’absorption de phosphate est stimulée, ce qui suggère que le phosphore est un nutriment essentiel pour la symbiose.

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Labo ROUHIER :

Gütle DD, Roret T, Müller SJ, Couturier J, Lemaire SD, Hecker A, Dhalleine T, Buchanan BB, Reski R, Einsle O, Jacquot JP. (2016). Chloroplast FBPase and SBPase are thioredoxin-linked enzymes with similar architecture but different evolutionary histories. Proc Natl Acad Sci U S A. 113(24):6779-84.

La sedoheptulose-1,7-bisphosphatase (SBPase) et la fructose-1,6-bisphosphatase (FBPase) ont des histoires évolutives différentes, puisqu’elle dérivent respectivement d’enzyme d’Archae et de Bactéries. Elles diffèrent par la taille de leurs site de liaison au substrat (plus ouvert dans la SBP qui accepte des substrats plus gros) et la position de leurs cystéines régulatrices. Ce qui est remarquable, c’est qu’elles ont acquis indépendemment des propriétés de régulation similaires, du point de vue du rôle du Mg2+, du potentiel rédox comme de la préférence pour la thioredoxine f.

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Labo ROLLAND :

Ma S, Martin-Laffon J, Mininno M, Gigarel O, Brugière S, Bastien O, Tardif M, Ravanel S, Alban C. (2016) Molecular Evolution of the Substrate Specificity of Chloroplastic Aldolases/Rubisco Lysine Methyltransferases in Plants. Mol Plant 2016 9(4):569-81.

La méthyltransférase chloroplastique LSMT (Large Subunit rubisco MethylTransferase) transfère trois méthyles sur une lysine spécifique de la FBPase, et dans certaines plantes seulement, de la grande sous-unité de la RubisCO. Cet article identifie, par une combinaison d’analyse phylogénétique, de permutation de domaines et de mutagenèse dirigée, les trois résidus de la LSMT du pois qui permettent la méthylation de RbcL. La forme ancestrale, présente dans les algues, ne montre pas ces résidus et ne méthyle que la FBPase. Voici une enzyme qui porte bien mal son nom !


Juin 2016

Labo CHAUVAT :

Narainsamy, K., Farci, S., Braun, E., Junot, C., Cassier-Chauvat, C., and Chauvat, F. (2016). Oxidative-stress detoxification and signalling in cyanobacteria : the crucial glutathione synthesis pathway supports the production of ergothioneine and ophthalmate. Mol Microbiol 100:15-24.

Des bactéries à l’homme, le tripeptide (gamma-glutamyl-cysteine-glycine) appelé "glutathion" (GSH) joue un rôle majeur dans le métabolisme redox. Nous avons étudié les enzymes de sa biosynthèse (GshA et GshB) et de son catabolisme (Ggt) chez la cyanobactérie modèle Synechocystis PCC6803. Nous montrons que gshA, gshB et ggt sont indispensables à sa croissance photoautotrophique, la protégeant du stress oxydant produit par la photosynthèse.Mais gshA, gshB sont aussi indispensable à la viabilité cellulaire, probablement parce qu’ils interviennent aussi dans la synthèse de l’ergothioneine (EGT), un autre métabolite anti-oxydant essentiel à l’homme mais que les animaux et les plantes ne peuvent synthètiser. Comme le GSH, l’EGT utilise un atome de soufre pour effectuer ses réactions "rédox", mais la sélectivité/redondance du GSH et de l’EGT est très mal connue. Les enzymes GshA et GshB interviennent également dans la synthèse de l’ophthalmate (gamma-glutamyl-2-amino-butyryl-glycine) et du norophthalmate (gamma-glutamyl-alanyl-glycine), deux analogues non soufrés du GSH. Nos résultats suggèrent qu’en réponse aux stress les cellules de Synechocystis augmentent leur utilisation et leur synthèse de GSH, parfois jusqu’à manquer de cystéine ; elles produisent alors de l’OPH et du NOPH qui signalent cette déplétion.


Avril 2016

Labo FALCIATORE :

Fortunato AE, Jaubert M, Enomoto G, Bouly JP, Raniello R, Thaler M, Malviya S, Bernardes JS, Rappaport F, Gentili B, Huysman MJ, Carbone A, Bowler C, d’Alcalà MR, Ikeuchi M, Falciatore A. (2016) Diatom Phytochromes Reveal the Existence of Far-Red-Light-Based Sensing in the Ocean. Plant Cell. 28:616-28

La perception de la lumière est un processus crucial pour la majorité des organismes. Dans l’environnement marin, le spectre de la distribution de la lumière est particulier, avec une forte atténuation des longueurs d’onde du rouge et rouge-lointain avec la profondeur. De façon surprenante, nous avons découvert que les diatomées, principaux constituant du phytoplancton, possèdent des phytochromes, des photorécepteurs de la lumière rouge et rouge lointain, et déclenchent des réponses lumière rouge-lointain-dépendante. Ces phytochromes pourraient ainsi jouer un rôle de détecteur de surface. Cependant, de nombreuses diatomées passent de longues périodes de temps en profondeur, et pourraient percevoir des sources de lumière rouge et rouge lointain dérivées de la lumière solaire telle que la fluorescence de cellules photosynthétiques. Ainsi, les phytochromes pourraient permettre de percevoir la présence d’organismes phytoplanctoniques, ou encore être un senseur de la propre activité du chloroplaste de la diatomée. Ces différentes hypothèses restant à être plus explorées, nos travaux incitent à reconsidérer l’importance écologique et fonctionnelle des signaux lumineux rouge et rouge-lointain dans le milieu aquatique.

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Labo WOLLMAN :

Nawrocki W J, Santabarbara S, Mosebach L, Wollman F-A and Rappaport F (2016) State transitions redistribute rather than dissipate energy between the two photosystems in Chlamydomonas. Nature Plants, 2 : 16031.

Un débat fait rage depuis plusieurs années sur le rôle des transitions d’état, qui sont si importantes en particulier chez les algues vertes : permettent-elles une redistribution de l’énergie entre les photosystèmes, comme initialement proposé, ou simplement la formation d’agrégats de LHCII fonctionnant comme des états quencheurs ?
Sous la direction du regretté Fabrice Rappaport, W. Nawrocki, S. Santabarbara et leurs collègues ont mesuré précisément, par plusieurs méthodes et dans plusieurs contextes génétiques, les tailles d’antenne PSI et PSII. Ils démontrent sans ambigüité que les transitions d’état représentent bien une redistribution de l’énergie lumineuse et non une forme alternative de NPQ.
Non, les algues ne gaspillent pas l’énergie ! Imitons-les en éteignant la lumière le soir dans les labos ...

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Labo HAVAUX

Sugliani M, Abdelkefi H, Ke H, Bouveret E, Robaglia C, Caffarri S, Field B (2016)
An Ancient Bacterial Signaling Pathway Regulates Chloroplast Function to Influence Growth and Development in Arabidopsis. Plant Cell:28(3):661-79

Bien connu chez les bactéries comme facteur d’entrée dans la phase stationnaire, le ppGpp s’invite dans le chloroplaste ! Produit et dégradé par des enzymes chloroplastiques homologues des enzymes bactériennes SpoT et RelA, le ppGpp régule l’accumulation des transcrits de l’organite, le développement de la plante et le dialogue entre les génomes nucléaire et plastidique.

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labo FINAZZI

Bailleul B, Berne N, Murik O, Petroutsos D, Prihoda J, Tanaka A, Villanova V, Bligny R, Flori S, Falconet D, Krieger-Liszkay A, Santabarbara S, Rappaport F, Joliot P, Tirichine L, Falkowski P G, Cardol P, Bowler C and Finazzi G (2015) Energetic coupling between plastids and mitochondria drives CO2 assimilation in diatoms. Nature, 524:366-369

Le transfert linéaire d’électrons ne produit pas l’ATP et le NADPH dans les proportions exactes requises pour le fixation du CO2. Pour rétablir l’équilibre, les Diatomées utilisent une voie originale : elles transfèrent le pouvoir réducteur à la mitochondrie qui en retour produit l’ATP qui sera réimporté dans le plaste. Astucieux, non ?