thesis

Dérégulation de la biosynthèse de la méthionine chez les plantes supérieures : analyses phénotypiques, moléculaires et biochimiques de plants d'Arabidopsis thaliana exprimant des ARN antisens ou sens de la cystathionine [gamma]-synthase ou de la cystathionine [bêta]-lyase

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Jan. 1, 1999

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Les plantes, a la difference des autres eucaryotes, possedent tout l'equipement enzymatique necessaire a la synthese de novo de methionine, un aminoacide qui, outre ses roles dans la synthese proteique, est aussi le precurseur, via la s-adenosylmethionine, de la plupart des methylations cellulaires mais aussi de la synthese de l'ethylene, des polyamines et de la biotine. L'importance de cet aminoacide chez les plantes est attestee par l'utilisation d'inhibiteurs provoquant des carences avec leurs corteges d'effets dramatiques sur la croissance et la developpement des plantes. Malgre la caracterisation recente des trois enzymes de la voie metabolique, la cystathionine -synthase, la cystathionine -lyase et la methionine synthase, leur regulation reste a eclaircir. Des strategies arn antisens et sens ont ete developpees ciblant les deux premieres enymes de la voie afin d'y identifier les etapes regulatrices clef. Les plantes d'arabidopsis exprimant l'arn antisens de la cystathionine -synthase montrent une modeste diminution de la teneur en methionine malgre une reduction dramatique du niveau de l'enzyme ciblee. Cette diminution de la teneur en methionine engendre de nombreuses alterations phenotypiques qui peuvent etre presque entierement compensees par un apport de methionine exogene. Les plantes d'arabidopsis exprimant l'arn antisens de la cystathionine -lyase presentent une augmentation de l'activite cystathionine -lyase, ce qui est contraire aux resultats attendus. Les premieres mesures effectuees dans ces plantes indiquent la presence d'une autre enzyme pouvant utiliser la cystathionine comme substrat. Il en resulte une augmentation du niveau de methionine libre dans la plante. Les plantes obtenues par une strategie antisens ciblant la cystathionine -lyase sont naines et fleurissent prematurement alors que celles obtenues par une strategie sens sont massives et de floraison tardive et ne surproduisent pas de methionine, suggerant une interconnection entre metabolisme de base et mecanismes hormonaux. Les plantes d'arabidopsis exprimant l'arn sens de la cystathionine -synthase presentent une elevation du niveau d'homocysteine et de methionine libre pouvant s'accompagner de difficultees developpementales. L'existence de phenotypes affectant les etapes de germination et de mise a fleur ainsi que la taille des organes nous conduisent a envisager une etude de la regulation spatiotemporelle de la biosynthese de la methionine chez les plantes. Le clonage de la methionine synthase, ultime etape de la synthese de la methionine, nous permettra d'etendre nos investigations. Cette etude nous apporte une comprehension nouvelle de la biosynthese de la methionine chez les vegetaux superieurs qui pourrait permettre l'amelioration de la qualite nutritionnelle des alimentations d'origine vegetale et de valider les enzymes de la biosynthese de la methionine en tant que cibles herbicides potentielles.