Alexandre Bouillé soutiendra sa thèse le jeudi 28 novembre 2024 de 9h à 12h. Elle se déroulera dans l’amphithéâtre 100 à l’École des Mines (site ARTEM).
Elle porte sur le sujet suivant : "Les fucoumarines : cas d'évolution convergente et d'adaptation des plantes à leur environnement".
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Résumé
Les plantes régulent leurs ressources pour s’adapter à leur environnement en constante évolution. L’un des moyens de résilience des plantes consiste à produire des molécules actives en réponse à ces fluctuations. Il existe chez les plantes entre 200 000 et 1 000 000 de ces molécules qui sont aussi appelées métabolites spécialisés (Chassagne et al., 2019). Ces derniers sont apparus chez les plantes au cours de l’évolution et ont eu pour conséquence de modifier leur physiologie et leurs interactions avec l’environnement (Durán-Medina et al., 2021; Weng et al., 2021). Parmi la multitude de molécules produites chez les plantes, on trouve les furocoumarines. Ces métabolites spécialisés dérivent des phénylpropanoïdes (aussi appelés polyphénols) et plus spécifiquement des coumarines. Elles ont été identifiées chez une vingtaine de familles de plantes et sont connus pour être fortement produites chez les Apiacées, Rutacées, Moracées et Fabacées (Bourgaud et al., 2014; Sarker & Nahar, 2017). Des travaux antérieurs ont permis de caractériser une vingtaine d’enzymes impliquées dans la production de ces molécules. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont mené à l’identification d’enzymes complémentaires impliquées dans la production de furocoumarines comme la 5-hydroxyxanthotoxine à partir de xanthotoxine, mais également de coumarines comme la daphnétine à partir d’umbelliférone. Les enzymes étudiées appartiennent à la famille des cytochromes P450s. Leurs structures a été passée au peigne fin, ce qui a permit de découvrir comment l’évolution a permit de passer d’enzymes qui produisent des coumarines à des enzymes qui produisent des furocoumarines. La production de métabolites spécialisés dans les plantes mobilise un certain nombre de ressources qui ne peuvent pas être utilisées par ailleurs et notamment pour la croissance. Pour étudier ce détournement de ressources j’ai introduit une partie de la voie de biosynthèse des furocoumarines dans le génome de la tomate (qui n’est pas capable de produire ces molécules naturellement) et j’en ait analysé l’impact. Les résultats obtenus indiquent que le psoralène n’est pas produit comme cela était escompté, mais que la scopolétine, un produit probablement dérivé d’un des 256 intermédiaires de synthèse, était détectée en quantité non négligeable. Dans cette thèse est décrit l’impact de ces molécules sur la physiologie de la tomate. L’ensemble des résultats obtenus dans ces travaux pose la question de l’émergence de nouvelles voies de biosynthèse chez les plantes. Cette question est notamment abordée ici par une analyse des processus évolutifs qui ont permis aux Moracées d’acquérir la capacité de produire des furocoumarines il y a plusieurs millions d’années.
