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Résumé : 

Au cours du développement du grain de blé, les protéines de réserve s'assemblent sous la forme de phases denses appelés corpuscules protéiques (CPs). Ces assemblages servent de réserve de carbone, de soufre et d'azote essentielles au développement du grain et de la plante. Malgré de nombreuses études, les mécanismes à l'origine de leur formation restent indéterminés. Des études in vitro récentes tendent à montrer que la séparation de phase liquide-liquide (LLPS) des protéines ainsi que des interactions protéine-membrane pourraient être impliquées dans la formation des CPs au sein du grain de blé. Cependant, l'influence des interactions protéine-membrane sur la LLPS des protéines de blé n'a pas encore été étudiée. De plus, la LLPS des protéines de blé a été peu étudiée dans des conditions proches des conditions biologiques en raison de leur faible solubilité dans l'eau. Cette thèse a donc consisté à étudier l'assemblage de protéines de blé en présence d'une membrane modèle, dans des conditions proches des conditions biologiques. La γ-gliadine, une protéine de réservé du blé, a été caractérisée dans des solutions aqueuses s'approchant des conditions biologiques. Aussi, une technique microfluidique à base de gouttelettes a été développée pour encapsuler des macromolécules au sein de vésicules lipidiques composées d’une membrane modèle. Ce dispositif a été utilisé pour étudier la LLPS de la  γ-gliadine dans des conditions aqueuses se rapprochant des conditions biologiques en présence d'une membrane modèle.

Abstract :

During wheat seed development, storage proteins assemble into dense bodies called protein bodies (PBs). These assemblies act as a storage of carbon, sulfur, and nitrogen essential for seed and plant development. Despite many studies, the mechanisms at the origin of their formation remain undetermined. Recent in vitro studies tend to show that the liquid-liquid phase separation (LLPS) of proteins, and protein-membrane interactions could be involved in the formation of PBs in wheat seeds. However, the influence of protein-membrane interactions on the LLPS of wheat proteins has not been yet investigated. In addition, the LLPS of wheat proteins remains under-studied in solvent conditions close to biological conditions because of their low solubility in water. This thesis aimed to study the assembly of wheat proteins in presence of a model membrane, in conditions close to biological conditions. γ-gliadin, a wheat storage protein, was characterized in aqueous solutions approaching biological conditions. Also, a droplet-based microfluidic technic was developed to encapsulate macromolecules within lipid vesicles composed of a model membrane. This device was used to study the LLPS of γ-gliadin in aqueous conditions approaching biological conditions in presence of a model membrane.

Composition du Jury :

 Rapporteurs avant soutenance :

• Fabienne GAUFFRE, Directrice de recherche, CNRS, Rennes  
• Jean-Baptiste SALMON, Directeur de recherche, CNRS, Pessac

 Examinateurs :                  

• Amélie BANC, Maître de conférences, Université de Montpellier
• Bernard OFFMANN, Professeur, Université de Nantes          
• Christophe SCHATZ, Maître de conférences, INP, Bordeaux

 Directeur de thèse :           Denis RENARD, Directeur de recherche, INRAE BIA, Nantes

Co-encadrante :                 Adeline BOIRE, Chargée de recherche, INRAE BIA, Nantes 

Membre invité :                  Véronique SOLE-JAMAULT, Ingénieur d’étude, INRAE BIA, Nantes