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Thèmes de recherche

Signalisation du stress oxydant


​Du chloroplaste au noyau : signalisation des espèces réactives de l'oxygène et du stress photo-oxydant dans les plantes.

Publié le 28 août 2019

Antioxydants chloroplastiques

En conditions naturelles, les végétaux sont souvent exposés à des contraintes du fait, par exemple, de variations de la température, de la lumière ou de la disponibilité en eau. Ces contraintes perturbent le métabolisme photosynthétique et conduisent à une production élevée d'espèces actives de l'oxygène, notamment d'oxygène singulet. A forte concentration, ces espèces sont toxiques et résultent en une situation de stress oxydant, associée à des dommages des macromolécules et une réduction de l'activité photosynthétique. Un de nos projets de recherche vise à caractériser les fonctions de systèmes antioxydants de détoxication et de réparation mis en œuvre par les plantes en réponse au stress photo-oxydant.

Le chloroplaste contient une large gamme de petites molécules antioxydantes liposolubles, comme les caroténoïdes,  les tocophérols et d'autres quinones prénylées, ou hydrosolubles, comme l'ascorbate et la pyrodoxine. La plupart de ces antioxydants sont des piégeurs de l'oxygène singulet qui fonctionnent comme vitamines chez l'Homme. Nous étudions les fonctions protectrices de ce réseau de molécules antioxydantes chloroplastiques, notamment en utilisant des mutants d'extinction ou de surexpression de la plante modèle Arabidopsis thaliana.

Imagerie d’autoluminescence du stress oxydant chez Arabidopsis. 
© Michel Havaux / CEA

Fonction de signalisation des produits d'oxydation

Les espèces actives de l'oxygène (EAO) ont un double effet. Outre leur toxicité, les EAO peuvent fonctionner comme des signaux capables d'induire une modification de l'expression des gènes.

Ce double rôle a été reconnu récemment pour l'oxygène singulet formé dans le chloroplaste à partir des molécules de chlorophylle excitées. Les voies de signalisation de l'oxygène singulet peuvent conduire soit à la mort cellulaire, soit à l'acclimatation au stress oxydant.

Nous étudions la signalisation du stress photo-oxydant chez les plantes. En particulier, nous essayons de comprendre comment le signal 'oxygène singulet' est perçu dans le chloroplaste et transféré vers le noyau.

Dans ce contexte, nous nous intéressons à la fonction de signalisation des produits d'oxydation des cibles préférentielles de l'oxygène singulet dans le chloroplaste comme les caroténoïdes ou les lipides.

​Plantes d’Arabidopsis soumises à des molécules "signal "volatiles dans des caissons hermétiques.
© Michel Havau x/ CEA

Contact : Michel Havaux