Chloé TROCH - Faculté des Sciences

Titre de la thèse: "Study of the mechanisms preserving redox homeostasis in the yeast Saccharomyces cerevisiae vacuole"
Résumé:
Les mécanismes biochimiques et moléculaires qui assurent l’homéostasie redox sont essentiels pour protéger les cellules des effets délétères des espèces réactives de l’oxygène. Alors que ceux opérant dans le cytosol et certains organites comme les mitochondries sont relativement bien caractérisés, l’homéostasie redox du lysosome reste mal comprise. Cette lacune concerne également la vacuole de levure et le tonoplaste des plantes, leurs équivalents fonctionnels. Nous avons étudié les mécanismes régulant l’homéostasie redox de la vacuole chez la levure Saccharomyces cerevisiae, en nous intéressant au rôle du fer, des métabolites soufrés, de l’autophagie et du transport membranaire. À l’aide de différentes sondes fluorescentes, nous montrons que la transition de cellules de levure de la fermentation vers la respiration s’accompagne d’un remodelage redox important de la vacuole, avec une phase réductrice transitoire suivie d’une oxydation associée à l’augmentation du Fe²⁺ intravacuolaire, une lumière vacuolaire plus oxydantes et une susceptibilité accrue à la peroxydation lipidique à la membrane vacuolaire. Nous identifions également, dans les vacuoles isolées, du glutathion, de la cystéine et, pour la première fois, leurs dérivés hydropersulfures, révélant un pool d’espèces soufrées réactives dans la lumière vacuolaire. Nos résultats permettent de proposer un premier modèle d’homéostasie redox vacuolaire, inspiré des travaux de Barayeu et al. (2023), reposant sur un système thiol–persulfure interconnecté. Selon ce modèle, les persulfures pourraient agir comme des antioxydants piégeant les radicaux, notamment lors de la mobilisation du fer, tandis que le glutathion favoriserait la régénération des persulfures oxydés. Nous identifions enfin Ybt1 et Vmr1, membres de la famille ABC-C, comme des transporteurs contribuant à l’accumulation du glutathion et de son dérivé hydropersulfure dans la vacuole, et apportons des éléments en faveur d’un rôle potentiel de l’autophagie dans l’apport de métabolites et/ou d’enzymes redox-actifs. Dans son ensemble, nos résultats révèlent la dynamique redox de la vacuole en lien avec l'homéostasie du fer, le métabolisme du soufre et l’autophagie, et fournissent un cadre conceptuel pour étudier des mécanismes analogues de régulation redox dans les lysosomes des cellules de mammifères.