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Résultat scientifique | Santé & sciences du vivant

Première caractérisation d'une NO-Synthase chez la picoalgue Ostreococcus tauri


Une équipe du LSOD (I2BC@Saclay), en collaboration avec une équipe de l'Université Mar del Plata (Argentine), a pu caractériser pour la première fois une NO-Synthase de plantes. Les chercheurs ont montré que la NO-Synthase d'Ostreococcus tauri (pico plancton de l'étang de Thau) produisait de très fortes quantités de NO par rapport aux NO-Synthases humaines. Or, les plantes terrestres ne possèdent pas de NO-Synthases et le rôle biologique de cette enzyme demeure inconnu.​

Publié le 23 octobre 2017

Ostreococcus tauri est un picoplancton découvert il y a quelques années dans l'étang de Thau. Surtout identifiée comme le plus petit eucaryote connu, cette algue ne possède qu'une seule mitochondrie et un seul chloroplaste par cellule. Bien qu'il soit extrêmement compacté, le génome d'Ostreococcus tauri présente une NO-Synthase, ce qui en fait un organisme modèle pour le laboratoire (LSOD).

Le monoxyde d'azote (NO) est un gazo-médiateur, c'est-à-dire une molécule signal utilisée de façon ubiquitaire chez de nombreuses espèces (bactéries, plantes, animaux, champignons…), au sein desquelles il module l'activité de nombreuses voies de signalisation cellulaire. Si la découverte des rôles physiologiques du NO chez les mammifères a suscité l'intérêt majeur de la communauté scientifique (prix Nobel de médecine 1997), le NO joue également un rôle important dans la physiologie des plantes, régulant une large gamme de processus biologiques tels que l'immunité, le développement, la croissance, la fixation d'azote…

Pourtant, il n'y a pas de NO-Synthases chez les plantes (deux articles dans Cell et Science ont dû être rétractés au début des années 2000) et la source du NO reste introuvable…sauf chez certaines micro-algues ! Après avoir mis en évidence la présence éparse de NO-Synthases dans le règne végétal, le LSOD cherche maintenant à établir les propriétés de cette nouvelle famille de protéines et à établir la spécificité fonctionnelle qui expliquerait leur présence ponctuelle chez les algues.

Dans ce travail réalisé en collaboration avec l'équipe du Pr Lamattina (Université Mar del Plata, Argentine), le LSOD a caractérisé pour la première fois une NO-Synthase de plantes. En combinant différentes approches bio-informatiques, biochimiques et biophysiques, l'équipe a pu montrer que les propriétés structurales de la NO-Synthase d'Ostreococcus lui permettaient de produire des flux de NO beaucoup plus importants que ceux des NO-Synthases étudiées jusqu'à présent.

Si le NO est connu pour jouer un rôle important dans la croissance de la biomasse des microalgues, les chercheurs privilégient davantage ici l'hypothèse d'un rôle spécifique des NO-Synthases dans la régulation du stress lumineux et le maintien d'une homéostasie redox au sein des microalgues.

Structure du site catalytique de la NO-Synthase d'Ostreococcus tauri obtenue par "homology modeling" . Le positionnement des substrats et cofacteurs autour de l'hème (en vert) est conservé malgré un site actif modifié.

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