Bilan-Projets de Memoires

Transcription

1 Bilan-Projets de Memoires 2 avec Pr Taleb 5 avec Pr Kadi et Benmekki sur simulateur SimClim for Arcgis (acquisition faite en septembre 2015): Simulation Climate + Marine 3 avec Dr Djemouai sur les aspects législatives et politiques. Cette équipe est invitée au sommet Cop21-Paris.

2 Impact du changement climatique sur la biosynthèse des polyphénols par les plantes.

3 Introduction Les végétaux développent des stratégies d adaptation pour survivre et répondre aux changement climatiques (déshydratation, basses températures, chaleur)

4 Généralité sur les polyphénols Les polyphénols sont fort répandus dans le règne végétal. Les polyphénols prennent une importance croissante, à cause de leurs effets bénéfiques sur la santé. Leur rôle d antioxydants naturels suscite de plus en plus d'intérêt pour la prévention et le traitement du cancer, des maladies inflammatoires, cardiovasculaires et neurodégénératives. Ils sont également très importants dans l industrie agroalimentaire (production des vins), pharmaceutique et cosmétique En se basant sur la structure carbonée de base, on peut dégager les principales classes de composés phénoliques suivantes: phénols simples, acides phénoliques, coumarines, stilbénoïdes, flavonoïdes, isoflavonoïdes, anthocyanes, lignanes, lignines, tanins condensés.

5 Structure des acides nucléiques ( ADN et ARN) Base Liaison glycosidique Acide phosphorique Nucléotide Sucre (désoxyribose) Liaison hydrogène Liaison ester Molécule d ADN Brin d ADN

6 ADN Cytosine Guanine Adénine Thymine Désoxyribose ARN Cytosine Guanine Adénine Uracile Ribose

7 Définition d un gène Aujourd hui, un gène est défini comme un enchaînement de désoxyribonucléotides (dit aussi séquence), c'est-à-dire comme une portion d'acide désoxyribonucléique (séquence d'adn), capable de coder pour un peptide fonctionnel. La plupart du temps, un gène commence par une séquence de nucléotides appelée promoteur. Son rôle est de permettre l'initiation mais surtout la régulation de la transcription du gene

8 Le promoteur Une séquence promotrice est une région indispensable à la transcription située à proximité d'un gène et, sur laquelle se fixe l'arn polymérase. Les séquences promotrices peuvent être situées en aval du site d'initiation de la transcription, et même dans le gène transcrit. Le promoteur proprement dit est constitué de deux éléments : - Le "basal promoter" ou "core promoter". - Un "upstream promoter" ou promoteur proximal (figure 1).

9 Représentation générale d un gène ADN Espace non codant Chromosome Espace non codant

10 Les activateurs et les inhibiteurs de transcription (Les enhancers et les silencers ). En plus des promoteurs, les gènes contiennent deux autres types de séquences cis régulatrices qui contrôlent la transcription: les enhancers (activateurs) et les silencers (répresseurs), qui possèdent tous deux des sites de liaison spécifiques. Les Enhancers augmentent considérablement l'activité de la transcription. Les silencers au contraire inhibent plus ou moins la transcription. Ces éléments peuvent être localisés en amont, en aval ou même dans le gène.

11 Le signal calcique Le calcium est un signal ubiquitaire contrôlant de nombreux processus cellulaires. Le calcium intervient aussi bien chez les animaux que les végétaux pour transmettre des informations perçues au niveau de la membrane de la cellule vers des cibles intercellulaires. la calmoduline La calmoduline est une protéine monomérique de 148 acides aminés, capable de s associer aux ions calciums présent dans le milieu cellulaire. Cette liaison induit un changement de conformation de la protéine, et forme un complexe calmoduline/calcium. Ce complexe permet l activation par changement de conformation de nombreuses protéines dont l adénylate cyclase et les CAMTA.

12 Les gènes CAMTAs et le consensus CGCG (Taleb et Fromm) Sous conditions de stress, la CaM pourrait déclencher les CAMTAs de manière calcium dépendante (Taleb et Fromm, 2004). Taleb et Fromm (2004) ont découvert que les gènes CAMTAs possédaient une activité spécifiquement liée à ces fragments d ADN, dont le consensus est : AAA(C)(Xn, n<18)(a/c/g)cgcg(c/g/t)

13 Stress abiotique Signal Perception et transduction du signal Seconds messagers (Ca 2+ ) Ca2+/Calmoduline Expression de gènes (CAMTA) Réponse physiologique La biosynthèse des polyphénols Les différentes étapes de la réponse des plantes aux stress abiotiques

14 Étude bioinformatique réalisée Lors de notre étude bioinformatique, nous avons consulté et utilisé les bases de données disponibles au niveau: - NCBI (National Center for Biotechnology Information) - EMBL (European Molecular Biology Laboratory), Nous avons recherché et sélectionné au niveau de ces banques génomiques, les séquences nucléiques codant pour les enzymes responsables de la biosynthèse des polyphénols Par la suite, nous avons recherché au niveau de leurs régions promotrices le motif AAA(C)(Xn)(A/C/G) CGCG (C/G/T) ( avec n<18) (consensus CGCG).

15 Resultats Nous avons trouvé le motif AAA(C)(Xn)(A/C/G)CGCG(C/G/T),au niveau des promoteurs des enzymes suivantes: isopentenyl pyrophosphate isomerase PAL(phenylalanine ammonia lyase cinnamoyl-coa reductase Chalcone synthase (CHS) Anthocyanidin synthase(ans). anthocyanidine synthase anthocyanidine réductase

16 anthocyanidine rhamnosyl-transferase leucoanthocyanidin reductase 2 (LAR2) leucoanthocyanidin reductase 1 (LAR1) flavonoid 3-O-glucosyltransferase (UFGT) dihydroflavonol 4-reductase (DFR2) dihydroflavonol 4-reductase (DFR1)

17 L étude bioinformatique, par la recherche du box CGCG, site de fixation des activateurs de transcription CAMTA, sous condition de stress, a permis de démontrer une relation directe entre le stress et la production de polyphénols. Les changements climatiques auront donc un effet visible et indéniable sur la production quantitative et qualitative des polyphénols par les plantes.

18 Les répercussions sur la qualité des fruits et légumes, sur l effet phytothérapeutique des plantes médicinales et sur la qualité de la production œnolique sera catastrophique. Il est temps de comprendre, par des moyens de biologie moléculaire, le contrôle génétique des enzymes responsables de la biosynthèse des polyphénols. Cette compréhension nous permettra de créer de nouvelles souches végétales plus adaptées aux exigences climatiques nouvelles.