Abstracts Biological Sciences

Role of redox signaling by ascorbate in the performance of tomato fruit : Rôle de la signalisation redox par l’ascorbate dans la performance du fruit de tomate

by Guillaume Decros

Le changement de paradigme dans la biologie de l'oxydoréduction (redox), considérant les expèces réactives de l’oxygène (EROs) comme des signaux ajustés avec précision modulant le métabolisme des plantes, a mis en exergue les réseaux d'oxydoréduction, en particulier chez les plantes où de multiples sources d’EROs sont présentes et associées à de nombreux " systèmes de traitement des EROs " (Noctor et al., 2018). De plus, les principaux tampons redox (par exemple, l’acide ascorbique, le glutathion et les nucléotides à pyridine) apparaissent clairement au premier plan des régulations redox. La production d’EROs et les signaux redox qui en découlent sont cruciaux pour préserver l'harmonie du métabolisme du fait de leur participation aux voies de signalisation adaptatives tout au long du développement et en réponse à l'environnement. En parallèle, le développement de la modélisation mathématique intégrative a permis de nouvelles approches qui fournissent une description quantitative des flux métaboliques et de leur régulations.Les progrès dans la compréhension des signatures moléculaires impliquées dans les régulations redox, contrôlant le compromis entre le développement des fruits et les voies de stress, permettront de définir de nouvelles stratégies pour une production et un stockage optimal des fruits (Beauvoit et al., 2018). Cependant, les connaissances sur la biologie de l'oxydoréduction dans les fruits sont peu documentées. Bien que les principes provenant des tissus foliaires apportent une première compréhension du métabolisme redox, des études complètes fournissant des connaissances plus étendues sur les fruits restent manquantes.A cet égard, mon projet de thèse vise à fournir la première description quantitative du métabolisme redox principal du fruit de tomate dans un contexte de développement, tout en développant et en mettant en œuvre des protocoles permettant la quantification rapide des principaux composés redox. En outre, l'utilisation d'une approche de modélisation cinétique permettra de déchiffrer l'implication des flux redox dans le contrôle de l'équilibre oxydoréducteur au cours du développement du fruit.A cette fin :1. Une étude omique multi-échelle axée sur le métabolisme du NAD au cours du développement du fruit de la tomate a permis de fournir une meilleure vue de l'implication du métabolisme du NAD dans les métabolismes redox et central,2. Les principaux tampons redox et la capacité antioxydante totale ont été évalués à l'aide d'analyses biochimiques ciblées du cycle ascorbate-glutathion, tandis que l'analyse LC-MS non ciblée a permis une comparaison globale des stades de développement, en particulier vis à vis des composés redox secondaires. D’autre part, des plantes mutantes enrichies en ascorbate ont été analysées pour étudier l'impact d'une augmentation de l'ASC sur le métabolisme et le développement du fruit de tomate,3. Les ensembles de données obtenus ont finalement été utilisées pour développer un modèle cinétique du cycle ASC-GSH, permettant l'étude des flux redox et de leur régulation…