Jmii, Souleimen (2026). « Prédictions structurales guidées par AlphaFold des interactions du cryptochrome CRY1 avec des protéines de la voie des gibbérellines et de la réponse au stress thermique chez Arabidopsis thaliana » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biochimie.
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Résumé
Le secteur de l’agriculture et la sécurité alimentaire sont fortement menacés par l’augmentation démographique et les changements climatiques. Historiquement, l’amélioration des rendements agricoles issue de la Révolution Verte s’est appuyée sur la manipulation de la voie des gibbérellines, notamment par la sélection de variétés semi-naines à croissance contrôlée. Si ces stratégies ont permis des gains majeurs de productivité, elles ont également mis en évidence les limites d’une optimisation centrée sur la croissance en conditions optimales, dans un contexte marqué par l’intensification des stress abiotiques. En tant qu’organismes sédentaires, les plantes ne peuvent échapper aux variations environnementales défavorables et dépendent de mécanismes fins d’intégration de signaux hormonaux et environnementaux pour maintenir leur homéostasie. Cette thèse s’inscrit dans une approche visant à décrypter, à l’échelle moléculaire, les mécanismes de régulation reliant la voie des gibbérellines, la perception de la lumière bleue et la réponse au stress thermique. En combinant des prédictions structurales générées par AlphaFold, des analyses comparatives de séquences et des validations expérimentales par double hybride chez la levure et complémentation bimoléculaire de fluorescence, nous avons proposé et testé plusieurs modèles impliquant les protéines DELLA, SLY1, les cryptochromes CRY et les facteurs de choc thermique (HsF). Nous avons tout d’abord développé et validé une stratégie de production recombinante du complexe ASK1-SLY1, régulateur central de la dégradation des protéines DELLA par ubiquitination. Les modèles structuraux prédits ont permis d’identifier des déterminants moléculaires influençant la solubilité et la stabilité de ce complexe, guidant l’optimisation de sa purification et ouvrant la voie à des analyses biochimiques et thermodynamiques in vitro. Par ailleurs, nos analyses structurales ont conduit à la proposition d’un nouveau modèle d’auto-inhibition de l’activité des protéines DELLA, reposant sur des interactions intramoléculaires susceptibles de moduler l’accessibilité de surfaces d’interaction critiques, offrant ainsi un cadre inédit pour comprendre la régulation de leur activité. Nous avons également montré que le photorécepteur CRY1 peut former des oligomères via des interfaces conservées analogues à celles décrites pour CRY2. L’identification et la validation fonctionnelle de ces interfaces ont permis de mettre en évidence des résidus clés contrôlant la dynamique d’oligomérisation de CRY1 et l’accessibilité de surfaces d’interaction impliquées dans le recrutement des facteurs de choc thermique, en particulier HsFA1d. Enfin, nous avons démontré que CRY1 interagit directement avec plusieurs protéines HsF via une interface structurale conservée, reliant ainsi la perception de la lumière bleue à la régulation transcriptionelle des réponses au stress thermique. L’identification de déterminants moléculaires modulant ces interactions a permis de suggérer des mutations offrant des perspectives concrètes pour l’amélioration de la tolérance au stress des cultures agricoles. Dans son ensemble, cette thèse illustre comment la combinaison de prédictions structurales et de validations expérimentales permet de construire des modèles intégrés reliant des voies de signalisation jusqu’alors étudiées séparément. Ces travaux fournissent un cadre d’ingénierie moléculaire pour repenser l’amélioration des plantes. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Prédictions de structures, AlphaFold, voie des gibbérellines, SLY1, DELLA, cryptochromes, CRY1, Facteurs de choc thermique
| Type: | Thèse ou essai doctoral accepté |
|---|---|
| Informations complémentaires: | Fichier numérique reçu en format PDF. |
| Directeur de thèse: | Cappadocia, Laurent |
| Mots-clés ou Sujets: | Prédiction de la structure des protéines / AlphaFold / Voies de signalisation / Interactions protéine-protéine / Protéines DELLA / Protéines SLY1 / Cryptochrome / Facteurs de transcription de choc thermique / Effets des gibbérellines sur les plantes / Effets de la lumière bleue sur les plantes / Effets de la chaleur sur les plantes |
| Unité d'appartenance: | Faculté des sciences > Département de chimie Faculté des sciences > Département des sciences biologiques |
| Déposé par: | Service des bibliothèques |
| Date de dépôt: | 29 juin 2026 14:23 |
| Dernière modification: | 29 juin 2026 14:29 |
| Adresse URL : | https://archipel.uqam.ca/secure/id/eprint/20154 |
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