Description du sujet de thèse

Régulation du transport d'électrons photosynthétiques et son effet sur la fluorescence de la chlorophylle a.

Objective de la thèse :
L'objectif du projet est d'analyser la fluorescence de la chlorophylle a (ChlaF) et le transport des électrons photosynthétiques sur trois modèles de plantes (Arabidopsis thaliana, maïs, peuplier) dans des conditions de contrôle et de stress. Pour mieux comprendre le mécanisme de régulation, nous utiliserons des mutants d'Arabidopsis qui sont affectés à des sites de régulation spécifiques. Nous utiliserons la fluorescence de la chlorophylle a, la spectroscopie d'absorption transitoire, la spectroscopie RPE et des méthodes biochimiques pour caractériser les altérations de la chaîne de transport des électrons photosynthétiques.

Les questions suivantes seront abordées en détail :
1. Analyse des courbes d'induction de la fluorescence de la chlorophylle a (courbes OJIP)
Les courbes d'induction de la fluorescence présentent trois phases, et la troisième phase est attribuée à l'activité du photosystème I (PSI). La question de savoir si la fluorescence du PSI est constante ou variable en fonction de l'état d'activité du PSI fait l'objet d'un débat. L'objectif est d'étudier le rendement de cette phase et de déterminer si elle change ou non en fonction des conditions physiologiques. Les points suivants seront abordés :
a) Détermination de la troisième phase sur les trois espèces modèles dans des conditions de contrôle et de stress (sécheresse et température élevée/vague de chaleur).
b) Étude de la troisième phase chez les mutants d'Arabidopsis affectés au niveau du site accepteur PSI (mutants ferrédoxine) et chez les mutants thiorédoxine (affectés dans la thiorédoxine m, trxm, et dans la peroxiredoxine, prx) et les mutants de l'oxydase terminale plastidienne PTOX, im. La PTOX joue le rôle d'une soupape de sécurité en oxydant la plastoquinone réduite et en maintenant la chaîne de transport d'électrons oxydée dans des conditions de stress. Il a été démontré que la thiorédoxine m régule le flux cyclique négatif d'électrons autour du PSI et stimule la réduction de l'oxygène au niveau du PSI. La peroxiredoxine est censée faire le contraire.
c) Étude du transport d'électrons dans les mutants par spectroscopie d'absorption transitoire

2. Identification du mécanisme de régulation au niveau moléculaire de la PTOX, de la thiorédoxine m et de la peroxiredoxine
Nous avons montré précédemment que la PTOX, la Trxm et la PRX existent sous une forme soluble et sous une forme attachée à la membrane. Selon notre hypothèse, l'attachement de ces protéines à la membrane des thylakoïdes dépend de l'importance de la force motrice des protons à travers la membrane des thylakoïdes. L'objectif est de déterminer si le pH ou la force ionique joue un rôle dans cette fixation membranaire. Les points suivants seront abordés :
a) Etude de la localisation des protéines en fonction de l'intensité lumineuse à l'aide de Western blots
b) Utilisation de protéines recombinantes et de liposomes pour étudier les paramètres responsables de l'attachement à la membrane.
c) Utilisation d'étiquettes de spin pour étudier l'attachement à la membrane de manière dynamique
d) En utilisant la microscopie confocale et des protéines marquées GFP pour étudier la localisation des protéines à l'intérieur du chloroplaste.

Contexte de travail

L'école doctorale est SEVE (ED 567 SCIENCES DU VÉGÉTAL), Université Paris Saclay.
La thèse sera réalisée dans l'équipe « photobiologie, photosynthèse, photocatalyse, département Biochimie, biophysique, biologie structurale de l'I2BC. L'équipe est composée de 8 membres permanents, dont plusieurs travaillent sur la photosynthèse.
La thèse est financée dans le cadre du projet ANR FACET, en collaboration avec le LSCE, CEA Saclay. Le LSCE modélise la productivité primaire à partir de données de fluorescence chlorophyllienne. Le projet de thèse vise à mieux comprendre la fluorescence chlorophyllienne et ainsi améliorer la certitude de la modélisation de la productivité primaire.

Contraintes et risques

aucun