1,721,004 research outputs found
Investigating Phototropin-dependent responses in Chlamydomonas reinhardtii
No full textLa lumière est cruciale pour la vie sur terre, en particulier pour les organismes photosynthétiques ; elle est une source d'informations spatio-temporelles perçues par les protéines photoréceptrices, ainsi que la source d'énergie qui alimente la photosynthèse. Cependant, lorsqu'elle est absorbée en excès, elle peut être toxique pour les cellules photosynthétiques, entraînant la formation d'espèces réactives de l'oxygène ; ce phénomène est évité par le mécanisme photoprotecteur qE (quenching of energy). Chlamydomonas reinhardtii est une algue verte unicellulaire modèle, largement utilisée pour les études génétiques et cellulaires, notamment celles concernant la perception et l'utilisation de la lumière. Chlamydomonas détecte avec précision les informations fournies par la lumière et régule d'importantes fonctions cellulaires, notamment l'expression génétique, le cycle de vie sexuel, la phototaxie, la photosynthèse et la photoprotection, à l'aide d'un réseau de photorécepteurs spécialisés. Il est équipé d'une phototropine à copie unique, de quatre cryptochromes, de huit protéines de type rhodopsine, ainsi que du photorécepteur UV-B UVR8.Parmi ces photorécepteurs, la phototropine (PHOT) semble avoir un rôle multiple dans la physiologie de Chlamydomonas ; il a été démontré qu'elle contrôle la gamétogenèse à faible disponibilité en azote, l'expression des gènes codant pour la biosynthèse de la chlorophylle et des caroténoïdes, la taille du point oculaire et la photoprotection. Plus précisément sur ce dernier point, sous une lumière élevée, PHOT régule positivement l'induction de LHCSR3, une protéine codée dans le noyau et localisée dans le chloroplaste, qui est le principal acteur de qE.PHOT est une sérine/thréonine kinase activée par la lumière bleue, associée à la membrane plasmique, qui subit une phosphorylation lors de l'irradiation par les UVA et la lumière bleue. Seule une poignée de substrats de PHOT ont été identifiés chez les plantes supérieures, mais pas chez Chlamydomonas. Mon objectif était d'élucider les réponses dépendantes de PHOT chez Chlamydomonas reinhardtii et d'identifier les éventuels interagisseurs de la protéine. Pour cela, j'ai employé une stratégie impliquant des analyses phosphoprotéomiques comparatives, ainsi que le criblage ciblé de souches mutantes.Dans cette thèse, je présente les données de deux analyses phosphoprotéomiques comparatives. Dans la première, j'ai comparé le phosphoprotéome de cellules WT et de cellules déficientes en PHOT (Δphot) acclimatées à une lumière faible ou forte. La seconde analyse phosphoprotéomique a permis de comparer le phosphoprotéome de cellules de type sauvage (WT) et Δphot acclimatées à l'obscurité et exposées brièvement à la lumière bleue, afin d'élucider les événements de phosphorylation PHOT-dépendants précoces.Je présente également l'implication d'une protéine kinase sérine/thréonine régulée par PHOT, ci-après FLKIN, dans le contrôle de l'accumulation de LHCSR3 et du mécanisme de concentration du carbone (CCM). Le mutant dépourvu de FLKIN induit les transcrits des protéines impliquées dans le CCM à des niveaux plus élevés que le WT. De plus, la souche Δflkin présente un défaut de croissance en milieu autotrophe, ainsi qu'une taille de cellule plus importante et une teneur en chlorophylle plus élevée. Δflkin a également une capacité photosynthétique supérieure à celle de la souche WT dans toutes les conditions de croissance.Enfin, j'ai révélé l'implication de PHOT dans la réponse aux protéines non repliées du chloroplaste (cpUPR) en réponse au stress protéotoxique.Light is crucial for life on earth, especially for photosynthetic organisms; it is a source of spatiotemporal information perceived by photoreceptor proteins, as well as the energy source that fuels photosynthesis. However, when absorbed in excess, it can be toxic for the photosynthetic cells leading to reactive oxygen species formation; this is avoided by the photoprotective mechanism qE (quenching of energy). Chlamydomonas reinhardtii is a model unicellular green alga, which is widely used for genetic and cellular studies, including those concerning light perception and utilization. Chlamydomonas accurately senses the information provided by light and regulates important cellular functions, including gene expression, sexual life cycle, phototaxis, photosynthesis, and photoprotection, using a network of specialized photoreceptors. It is equipped with a single-copy phototropin, four cryptochromes, eight rhodopsin-like proteins, as well as the UV-B photoreceptor UVR8.Among these photoreceptors, phototropin (PHOT) appears to have a multifaceted role in Chlamydomonas physiology; it has been shown to control gametogenesis at low nitrogen availability, expression of genes encoding chlorophyll and carotenoid biosynthesis, the size of the eyespot and photoprotection. Specifically on the later, under high light PHOT regulates positively the induction of LHCSR3, a nucleus-encoded and chloroplast-localized protein, which is the main actor of qE.PHOT is a blue-light activated, plasma membrane associated Serine/ Threonine kinase, that undergoes phosphorylation upon irradiation with UVA and blue light. Only a handful of substrates of PHOT have been identified in higher plants, but not in Chlamydomonas. My goal was to elucidate the PHOT-dependent responses in Chlamydomonas reinhardtii and to identify possible interactors of the protein. For this, I employed a strategy involving comparative phosphoproteomic analyses, as well as targeted mutant strain screening.On this Thesis, I am presenting data from two comparative phosphoproteomic analyses. On the first I compared the phosphoproteome of low- and high-light acclimated WT and PHOT-deficient cells (Δphot). The second phosphoproteomic analysis allowed the comparison of the phosphoproteome of dark-acclimated and shortly blue-light-exposed wild-type (WT) and Δphot cells in order to elucidate the early PHOT-dependent phosphorylating events.I am also presenting the involvement of a PHOT-regulated serine/threonine protein kinase, hereafter FLKIN, in the control of LHCSR3 accumulation and the Carbon Concentrating Mechanism (CCM). The mutant lacking FLKIN induces the transcripts of proteins involved in the CCM in higher levels than the WT. Additionally, the Δflkin strain shows a growth defect in autotrophic medium, as well as bigger cell size and higher chlorophyl content. Δflkin has also higher photosynthetic capacity than the WT in all growth conditions.I, finally, revealed the involvement of PHOT in the Chloroplast Unfolded Protein Response (cpUPR) in response to proteotoxic stress
Phototropin links blue-light perception with starch accumulation in Chlamydomonas
No full textL'amidon est non seulement, et de loin, le principal composé de stockage accumulé par les plantes et les algues, mais c’est également l'un des polysaccharides les plus abondants sur terre. De plus, il s’agit de la principale source de calories dans l'alimentation humaine et animale. La synthèse de l'amidon est un des produits finaux de la photosynthèse et sa synthèse se déroule pendant la journée, alors que sa dégradation commence à la tombée de la nuit pour soutenir les fonctions cellulaires exigeantes en énergie. On sait peu de choses sur les mécanismes de régu-lation qui régissent le métabolisme de l'amidon chez les micro-algues et les connaissances ac-tuelles se limitent aux facteurs qui ont un impact sur l'accumulation d'amidon dans des condi-tions environnementales défavorables telles que par exemple la disponibilité en azote. Un lien entre la perception de la lumière et l'accumulation d'amidon a été suggéré dans le cas des plantes supérieures : Les mutants dépourvus de Phytochrome ont une absorption réduite de CO2 tandis qu’ils accumulent de façon anormale du saccharose et de l'amidon pendant la journée. De plus, il a été découvert que PHOT jouait un rôle dans ce processus en servant de médiateur à la dégradation de l'amidon dans les cellules de garde à la lumière pour stimuler l'ouverture des stomates. Toutefois et jusqu’à présent, la perception de la lumière et le métabo-lisme n'ont pas été associés chez les micro-algues. Nous présentons ici une cascade de signali-sation détaillée dépendante de PHOT, reliant la perception de la lumière bleue à l'accumula-tion de l'amidon dans la microalgue verte Chlamydomonas reinhardtii :Voie 1 : La lumière bleue, via PHOT, réprime le facteur de transcription (TF) GAPr4 conte-nant le domaine bHLH, un activateur de GAP1, (glyceraldehyde-3-phosphate déshydrogé-nase, impliqué dans la glycolyse et dans la fixation photosynthétique du CO2). Le mutant PHOT knock-out phot et les lignées surexprimant GAP1 accumulent de grandes quantités d'amidon.Voie 2 : La lumière bleue, via PHOT, active le TF RWP5 (appartenant à la famille des TFs RWP-K), un répresseur de l'accumulation d'amidon d'une manière indépendante de GAP1.Voie 3 : la phosphorylation dépendante de PHOT de la sérine/thréonine kinase Blue Starch Kinase 1 (BSK1 ; orthologue de la kinase HT1 d'Arabidopsis qui contrôle les mouvements stomatiques en réponse au CO2) sert de médiateur entre les niveaux de GAP1 et l’accumulation d'amidon d'une manière indépendante de GAPr4.Notre travail a fait progresser la compréhension actuelle de la façon dont la signalisation lumi-neuse contrôle le métabolisme chez les micro-algues. Il ajoute également une nouvelle fonction aux multiples rôles jouée par PHOT dont le contrôle de la gamétogenèse à faible teneur en azote, l'expression des gènes codant pour la synthèse de la chlorophylle et celle des caroté-noïdes, ainsi que la taille du stigma et la photoprotection.Starch is by far the major storage compound accumulated by plants and algae, one of the most abundant polysaccharides present on earth and principal source of dietary calories in the human and animal diet. Starch synthesis occurs during the day, using global outputs of photosynthesis and its degradation starts as night falls to sustain energy-demanding cellular functions. Little is known about the regulatory mechanisms governing starch metabolism in microalgae and current knowledge is lim-ited to factors impacting starch accumulation under adverse environmental conditions such as nitro-gen limitation. A link between light perception and starch accumulation has been suggested in the case of higher plants: Mutants devoid of Phytochrome have a reduced CO2 uptake but over-accumulate daytime sucrose and starch while PHOT has been found to mediate starch degradation in guard cells in the light to energize stomatal opening. Light perception and metabolism have not been associated in microalgae. Here we present a detailed PHOT-dependent signalling cascade, linking blue light perception with starch accumulation in the green microalga Chlamydomonas reinhard-tii:Pathway 1: Blue light, via PHOT, represses the bHLH domain-containing transcription factor (TF) GAPr4, an activator of GAP1, (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, involved in glycolysis and in photosynthetic CO2 fixation). Both the PHOT knock-out mutant phot and GAP1 over-expressing lines accumulate high amounts of starch.Pathway 2: Blue light, via PHOT, activates the RWP5 TF (belonging to the RWP-K family of TFs), a re-pressor of starch accumulation in a GAP1-independent manner.Pathway 3: PHOT-dependent phosphorylation of the serine/threonine kinase Blue Starch Kinase 1 (BSK1; orthologue of the Arabidopsis HT1 kinase that controls stomatal movements in response to CO2) mediates GAP1 and starch accumulation levels in a GAPr4-independent manner.Our work advances the current understanding of how light signaling controls metabolism in microal-gae. It also adds one more aspect in the multifaceted role of PHOT so far reported to control gameto-genesis at low nitrogen, expression of genes encoding chlorophyll and carotenoid biosynthesis, the size of the eyespot and photoprotection
Phototropin Links Blue-Light Perception with Starch Accumulation in Chlamydomonas
No full textInternational audienc
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Photoreceptor-dependent regulation of photoprotection.
No full textInternational audienceIn photosynthetic organisms, proteins in the light-harvesting complex (LHC) harvest light energy to fuel photosynthesis, whereas photoreceptor proteins are activated by the different wavelengths of the light spectrum to regulate cellular functions. Under conditions of excess light, blue-light photoreceptors activate chloroplast avoidance movements in sessile plants, and blue- and green-light photoreceptors cause motile algae to swim away from intense light. Simultaneously, LHCs switch from light-harvesting mode to energy-dissipation mode, which was thought to be independent of photoreceptor-signaling up until recently. Recent advances, however, indicate that energy dissipation in green algae is controlled by photoreceptors activated by blue and UV-B light, and new molecular links have been established between photoreception and photoprotection
Detoxification of chlorophenols by the marine microalga Tetraselmis marina
No full textΤhe metabolic and physiological responses of the marine microalga Tetraselmis marina to p-chlorophenol (p-CP) were studied. The main limiting factor in the study of p-CP metabolism in T. marina was the low production of microalgal biomass. In closed flasks with NaHCO3 as inorganic carbon source biomass production did not exceed 0.25 g L-1. In order to increase biomass production, growth of T. marina was studied in (a) 2 L cylindrical photobioreactor (12.4 cm inner diameter) and (b) 0.25 L glass column photobioreactors (2.6 cm inner diameter). CO2 enriched compressed air (1% v/v) was used in both systems as inorganic carbon source. There was a 22-fold improvement in biomass production which reached 5.4 g L-1. p-CP was toxic to T. marina negatively affecting both the growth rate and the final biomass production. The inhibition constant EC50 for p-CP was found to be 250 μM. p-CP also affected the physiology of T. marina causing cell aggregation and loss of flagellates. T. marina efficiently removed p-CP from the growth medium. During growth of T. marina in the presence of p-CP, two metabolites were formed and accumulated in the growth medium. The two metabolites were more polar than p-CP, and their appearances were concomitant with the disappearance of p-CP. The two metabolites were isolated and identified as p-chlorophenyl-β-D-glucopyranoside (p-CPG) and p-chlorophenyl-β-D-(6-O-malonyl)-glucopyranoside (p-CPGM). The molecular structures of p-CPG and p-CPGM were further confirmed by enzymatic and alkaline hydrolyses. In this study, we demonstrated that O-glucosylation with subsequent 6-O-malonylation of the glucoconjugate was the route of p-CP metabolism in T. marina. The combination of glucosyl transfer and malonyl transfer has previously been reported in plants in the presence of a number of xenobiotics. Here, we present the first evidence that this metabolic pathway is also present in microalgae. T. marina also metabolizes 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) utilizing the same pathway. The comparative study of metabolic responses of the microalga to all dichlorophenol congeners showed that T. marina glucosidates all dichlorophenols except 2,6- και 3,5-DCP. The metabolism of p-CP in T. marina was mainly driven by photosynthesis, and to a lesser extent by anabolic metabolism in the dark. Finally p-CP did not induce mRNA expression of the oxidative stress indicator enzyme ascorbate peroxidase.Μελετήθηκε η επίδραση της π-χλωροφαινόλης (p-CP) στην ανάπτυξη και φυσιολογία του θαλάσσιου μικροφύκους Tetraselmis marina καθώς και η μεταβολική του απόκριση σε αυτή. Βασικός περιοριστικός παράγοντας στη μελέτη του μεταβολισμού της p-CP στο T. marina ήταν η χαμηλή παραγωγή βιομάζας του μικροφύκους. Σε κλειστές φιάλες, με NaHCO3 ως πηγή ανόργανου άνθρακα η βιομάζα δεν ξεπέρασε τα 0.25 g L-1. Για το λόγο αυτό μελετήθηκε η ανάπτυξη του μικροφύκους και σε κυλινδρικό φωτοβιοαντιδραστήρα 2 L διαμέτρου 12.4 cm αλλά και σε φωτοβιοαντιδραστήρες-στήλες 0.25 L διαμέτρου 2.6 cm. Ως πηγή άνθρακα στα συστήματα αυτά χρησιμοποιήθηκε μίγμα 1% CO2 σε αέρα ενώ η παραγωγή βιομάζας βελτιώθηκε κατά 22 φορές φτάνοντας τα 5.4 g L-1. Η p-CP έχει τοξική δράση στο T. marina επηρεάζοντας το ρυθμό ανάπτυξής του και την παραγωγή βιομάζας. H τιμή ΕC50 για την p-CP βρέθηκε ίση με 250 μM ενώ παρουσία υψηλότερων συγκεντρώσεων p-CP παρατηρήθηκε ότι τα κύτταρα του T. marina απορρίπτουν τα μαστίγιά τους, παύουν να κινούνται και εμφανίζουν έντονη συσσωμάτωση. Το T. marina διαθέτει την ικανότητα να την απομακρύνει την p-CP από το μέσο καλλιέργειας. Η απομάκρυνση της χλωροφαινόλης από το μικροφύκος συνοδεύτηκε από την συσσώρευση στο μέσο καλλιέργειας δύο μεταβολιτών περισσότερο υδρόφιλων από την π-χλωροφαινόλη, οι οποίοι απομονώθηκαν και ταυτοποιήθηκαν ως π-χλωροφαινυλ-β-D-γλυκο-πυρανοζίτης (p-CPG) και π-χλωροφαινυλ-β-D-(6-O-μαλονυλ)-γλυκοπυρανοζίτης (p-CPGM). Η δομή των δύο μεταβολιτών επιβεβαιώθηκε με ενζυμική και αλκαλική υδρόλυσή τους. Επομένως, ο μεταβολισμός της p-CP στο T.marina πραγματοποιείται μέσω της Ο-γλυκοζυλίωσης και της διαδοχικής 6-O-μαλονυλίωσης του γλυκοσυζυγούς. Ο συνδυασμός αυτός μεταφοράς γλυκόζης και μαλονικού έχει αναφερθεί για ανώτερα φυτά και για αρκετές ξενοβιοτικές ουσίες. Εδώ, παρουσιάζεται η πρώτη απόδειξη ότι το μεταβολικό αυτό μονοπάτι χρησιμοποιείται και από μικροφύκη. Το ίδιο μεταβολικό μονοπάτι ακολουθείται και κατά την αποτοξικοποίηση της 2,4-διχλωροφαινόλης από το T. marina ενώ η συγκριτική μελέτη της μεταβολικής απόκρισης του T. marina σε όλες τις διχλωροφαινόλες έδειξε ότι το T. marina γλυκοζυλιώνει όλες τις διχλωροφαινόλες εκτός από τις 2,6- και 3,5-DCP. Η αποτοξικοποίηση χλωροφαινολών από το T. marina εξαρτάται κυρίως από τη φωτοσύνθεση και σε μικρότερο βαθμό από τον αναβολισμό του μικροφύκους στο σκοτάδι. Τέλος, η p-CP δεν βρέθηκε να προκαλεί επαγωγή της μεταγραφής της υπεροξειδάσης του ασκορβικού του T. marina, ενζύμου της αντιοξειδωτικής κυτταρικής άμυνας
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