Caractérisation fonctionnelle d'un facteur d'élongation mitochondrial LeEF-Tsmt chez la tomate. Approches par transgénèse et protéomique

Abstract

Cette thèse est relative à l'étude fonctionnelle d'un gène codant pour un facteur d'élongation Le-EF-Tsmt chez la tomate. Ce gène participe au processus de synthèse des protéines dans la mitochondrie et présente une forte expression au cours de la maturation par comparaison avec d'autres organes. Nous démontrons qu'il est fortement exprimé pendant les premiers stades de la maturation en parallèle avec la crise respiratoire climactérique et que son expression est stimulée par l'éthylène, la blessure et de hautes températures. Cependant, les mutants de tomate insensibles à l'éthylène présentent une expression assez élevée indiquant la présence d'un régulation indépendante de l'éthylène. Des fruits transgéniques ont été générés dans lesquels LeEF-Tsmt a été sur- et sous-exprimé de façon constitutive. Cependant, l'altération de l'expression du gène par transformation génétique avec des constructions sens et antisens de LeEF-Tsmt n.affecte pas la respiration et la production d'éthylène pendant la maturation et après blessure. De plus, l'expression du gène de l'alternative oxydase qui est connue pour jouer un rôle important dans la respiration climactérique n'est pas affectée. Toutes ces données indiquent que malgré sa forte régulation Le-EF-Tsmt n'est pas limitant de l'activité respiratoire mitochondriale. L'expression du gène LeEF-Tsmt est stimulée sous l'effet de stress oxydatifs induits dans les parties végétatives par la sècheresse et le paraquat. La sensibilité aux stress oxydatifs évaluée chez les feuilles par la présence de nécrose et dans des cals par la croissance cellulaire est réduite chez les plantes antisens. Parmi les enzymes connues pour intervenir dans la détoxication des espèces réactives d.oxygène, superoxide dismutase (SOD), catalases (CAT), peroxydases (PX) et glutathion réductases (GR), nous avons montré que la GR et les PX ont une activité accrue chez les lignées antisens permettant d'expliquer, au moins en partie, leur meilleure tolérance aux stress. Le rôle de la protéine LeEF-Tsmt dans la synthèse des protéines mitochondriales a été étudié par une analyse du protéome mitochondrial de lignées antisens et sens pour le gène LeEF-Tsmt. La comparaison des protéomes des lignées transformées et sauvage a été abordée à l'aide d'une technique de double marquage 14N/15N appliquée à des tissus de tomates cultivés in vitro. Il apparaît que les lignées sens sur-expriment fortement la protéine alors que les lignées antisens la sous-expriment faiblement. Une protéine de type «heat-shock» accompagne les variations de LeEF-Tsmt suggérant un rôle possible de chaperonne. Par ailleurs, l'analyse globale du protéome mitochondrial fournit des données générales nouvelles sur un ensemble de près de 500 protéines mitochondriales de tomate.