Résumé
Chez les plantes, les acides organiques (malate, fumarate) constituent une part importante du carbone fixé par la photosynthèse. Ces acides organiques font partie des voies métaboliques primaires, étant des intermédiaires du cycle de l'acide tricarboxylique (TCA), jouant un rôle essentiel dans la régulation du pH cellulaire, et étant impliqués dans le mouvement des stomates. Chez Arabidopsis thaliana, la vacuole est une importante réserve transitoire de malate et de fumarate, permettant de maintenir les concentrations cytosoliques dans une gamme physiologique. Alors que le rôle de la vacuole en tant que réserve d'acides organiques est bien connu chez les plantes C4 et CAM, il reste à comprendre chez les plantes C3. Cela soulève la question de savoir si et comment le transport vacuolaire des acides organiques régule le métabolisme photosynthétique. Mon étude se concentre sur la famille de canaux ALMT, qui ne sont présents que chez les plantes. Tout d'abord, la caractérisation d'AtALMT5, jusqu'à présent inconnue, a révélé sa localisation vacuolaire ainsi que sa capacité à permettre l'influx de fumarate à la lumière. Ceci a révélé un lien entre les canaux AtALMT et le métabolisme du carbone. L'étude de multiples mutants knock-out pour les canaux vacuolaires AtALMT4, AtALMT5 et AtALMT9 a permis de mettre en évidence l'importance de ces canaux dans le stockage des acides organiques dans la vacuole. De plus, les mutants présentant une réduction de l'accumulation vacuolaire de malate et de fumarate ont également des stocks de carbone modifiés. Ces mutants accumulent plus de carbone sous forme de sucres solubles. En outre, l'activité du cycle TCA est augmentée pendant la phase lumineuse, ce qui entraîne une plus grande accumulation d'acides aminés. Ces changements métaboliques conduisent à un défaut de croissance de la rosette avec une sénescence précoce des feuilles les plus anciennes. De plus, la dernière partie de cette étude décrypte les fonctions des canaux AtALMT dans les cellules de garde, séparément des cellules du mésophylle. Nous avons complémenté plusieurs mutants knock-out uniquement dans les cellules de garde en utilisant un promoteur spécifique (GC1). Ceci a permis de révéler que plusieurs AtALMT ayant un profil d'expression similaire pouvaient avoir des fonctions différentes dans différents organes de la plante. Dans l'ensemble, mon étude identifie des acteurs moléculaires clés au niveau du tonoplaste capables d'influencer le métabolisme du carbone chez les plantes.