Habilitation à Diriger des Recherches

Vendredi 21 novembre 2014
à 14h00 – Amphithéâtre 208, Campus La Gaillarde

 

Transport et spéciation du fer dans la plante

Stéphane Mari
BPMP, équipe Iron Transport and Signaling

 

Composition du jury :
Serge Delrot, Université de Bordeaux, rapporteur
Sébastien Thomine, CNRS, I2BC, Gif-sur-Yvette, rapporteur
Jacques Bourguignon, CEA, iRTSV, Grenoble, rapporteur
Christophe Bailly, Université Pierre et Marie Curie, Paris
Loïc Lepiniec, INRA, IJPB, Versailles
Michel Lebrun, Université Montpellier II, LSTM

 

Résumé :
Depuis mon stage post-doctoral (Phil Rea, UPenn, Philadelphie), mes recherches ont toujours porté sur la caractérisation des mécanismes impliqués dans l’homéostasie des métaux chez les plantes. En particulier, je me suis surtout intéressé à l’analyse des formes chimiques des métaux (la spéciation) et à leur transport. L’étude de la spéciation est une information clé pour mieux comprendre les mécanismes de détoxication, de transport et de compartimentation des métaux, qu’ils soient essentiels (Fe, Zn, Mn, Cu) ou non (Cd, As…). Mes travaux m’ont conduit à participer au clonage et à la caractérisation biochimique d’enzymes clé dans la synthèse de ligands de métaux comme la phytochélatine synthase et la nicotianamine synthase. Les phytochélatines (PCs) jouent un rôle majeur dans la détoxication de métaux lourds comme le cuivre, le cadmium et le plomb alors que la nicotianamine (NA) est principalement impliquée dans le transport à longue distance et la distribution intracellulaire du fer, du cuivre et du zinc. L’utilisation d’approches de chimie analytique (spectrométrie de masse, rayonnement synchrotron) a été décisive pour l’analyse de la spéciation et ainsi identifier in vivo les complexes métalliques présents dans les plantes grâce à une longue collaboration avec le groupe de Ryszard Lobinski (CNRS-Université de Pau). Ces approches intégrées de chimie, biochimie et physiologie nous ont conduit à nous intéresser spécifiquement au chargement en fer de la graine. Nous avons pu montrer que le Fe est délivré à l’embryon sous la forme de complexes Fe3+-citrate-malate. Ces complexes sont ensuite réduits chimiquement par de l’ascorbate provenant de l’embryon pour que le Fe2+ soit transporté. En complément de la spéciation, nous nous sommes beaucoup investis dans l’analyse de la localisation des métaux. En particulier, nous avons développé une technique histochimique de coloration du Fe (Perls/DAB) qui nous a permis de visualiser le Fe dans des compartiments attendus (vacuole, chloroplastes) et surtout de découvrir un site inattendu d’accumulation de fer, le nucléole. L’ensemble de ces résultats m’amène donc à proposer un projet portant sur les nouveaux mécanismes de transport du fer (rôle de l’ascorbate) et les nouvelles fonctions (fer nucléolaire).