Soutenance de thèse de Youcef Haddad - UMR IGEPP

Rapporteurs avant soutenance :
- Julia Buitink, Directrice de recherche, UMR IRHS, Angers
- Erwann Durand, Chargé de recherche, UMR QUALISUD, Montpellier

Examinateurs :
- Loïc Rajjou, Professeur, UMR IJPB, Versailles
- Sophie Fourmentin, Professeur, UR UCEIV, Dunkerque
- Vincent Carré, Professeur, UR LCP-A2MC, Metz
- Nathalie Nesi, Directrice de recherche, UMR IGEPP, Le Rheu

Directeurs de thèse :
- Alain Bouchereau, Professeur, UMR IGEPP, Le Rheu
- Ludovic Paquin, Maître de conférence, UMR ISCR, Rennes MR ISCR, Rennes    

Résumé :
Alors que les mécanismes impliqués dans la tolérance à la dessiccation (TD) restent partiellement compris, les osmolytes capables d’établir des liaisons hydrogène, tels que les disaccharides, les acides aminés et les acides organiques, semblent jouer un rôle crucial. Ces composés sont également de plus en plus utilisés en chimie verte comme composants des solvants eutectiques naturels profonds (NaDES). Nous présentons ici des données expérimentales soutenant l’hypothèse selon laquelle les NaDES pourraient former une troisième phase liquide dans les tissus des graines, capable de solubiliser et de protéger les macromolécules lors de la déshydratation. Après avoir identifié les composants présumés des NaDES, appelés DESmolytes, leur colocalisation et leurs interactions préférentielles dans les compartiments des graines ont été révélées par imagerie par spectrométrie de masse (MSI). Sur la base de ces résultats, des NaDES reconstitués in vitro ont montré leur capacité à protéger des protéines contre la dessiccation et le stress thermique, ainsi qu’à solubiliser des métabolites spécialisés des graines de colza. À l’avenir, ces résultats devront être validés dans d’autres organismes, tels que le pollen, afin de confirmer la formation de NaDES dans les cellules vivantes.

Abstract:
While the mechanisms involved in desiccation tolerance (DT) remain partially understood, osmolytes capable of forming hydrogen bonds, such as disaccharides, amino acids, and organic acids, appear to play a crucial role. These compounds are also increasingly used in green chemistry as components of natural deep eutectic solvents (NaDES). Here, we present experimental evidence supporting the hypothesis that NaDES could form a third liquid phase within seed tissues, capable of solubilizing and protecting macromolecules during dehydration. After identifying the putative components of NaDES, referred to as DESmolytes, their colocalization and preferential interactions within seed compartments were revealed using mass spectrometry imaging (MSI). Based on these results, NaDES reconstituted in vitro demonstrated the ability to protect proteins against desiccation and thermal stress, as well as to solubilize secondary metabolites from rapeseed seeds. In the future, these findings will need to be validated in other organisms, such as pollen, in order to further confirm the formation of NaDES in living cells.