Le blogue d’information En Tête de l’Université du Québec à Trois-Rivières (UQTR) présente le résumé de la thèse de doctorat en biophysique et biologie cellulaires de M. Imed Hasni, intitulée «Investigation des mécanismes de toxicité de l’aluminium sur les propriétés fonctionnelles et structurales de l’appareil photosynthétique».

Imed Hasni, étudiant. (Photo Annie Brien)

La pollution des sols par les métaux est un fardeau environnemental qui touche plusieurs pays. Parmi ces métaux, l’aluminium (Al) qui a retenu plus d’attention par ses effets toxiques sur l’environnement et la santé humaine. Dans les sols acides, qui représentent 40 % des terres arables dans le monde, l’Al se dissout majoritairement en ions Al³⁺ possédant une forte activité biocide. De ce fait, Al³⁺ représente l’un des stress environnementaux majeurs limitant la croissance des plantes et plus particulièrement la photosynthèse dont ses mécanismes d’action ne sont pas encore bien compris. Dans l’objectif de mieux comprendre les mécanismes de toxicité d’Al³⁺ sur les propriétés fonctionnelles et structurales de l’appareil photosynthétique, différentes techniques spectroscopiques et biochimiques ont été utilisées. Une première partie de notre recherche a été consacrée à déterminer les sites d’action de l’Al³⁺ au niveau du photosystème II (PSII) et son effet sur l’activité photochimique. Les résultats ont démontré que l’Al³⁺ exerce une action inhibitrice sur le complexe de dégagement d’oxygène du côté donneur du PSII. De plus, l’Al³⁺ affecte le transport d’électrons sur les deux côtés accepteur et donneur du PSII. Dans un second temps, les mécanismes d’action toxique de l’Al³⁺ au niveau de PSII ont été élucidés. Les résultats ont montré que l’interaction de l’Al³⁺ avec les polypeptides du PSII a induit des modifications majeures des structures secondaires des polypeptides qui sont à l’origine de l’altération fonctionnelle de l’activité du PSII. Dans la dernière partie, l’effet toxique de l’Al³⁺ sur l’activité photochimique et les propriétés structurales du photosystème I (PSI) a été investigué. Les différents paramètres mesurés ont indiqué que la présence d’Al³⁺ a induit une inhibition de l’activité photosynthétique du PSI, tout en affectant principalement la plastocyanine du côté donneur du PSI, accompagnée par des changements structuraux. Ainsi, les travaux de notre étude, par leur aspect relativement original, demeurent un point fondamental important pour le développement des connaissances et la gestion des problématiques environnementales permettant une utilisation plus sécuritaire de l’Al dans les différents domaines.

De gauche à droite: Heidar-Ali Tajmir-Riahi, Ph. D., Louise Brisson, Ph. D., Hugo Germain, Ph. D., Imed Hasni, étudiant, Robert Carpentier, Ph. D., William Zerges, Ph. D. (photo Annie Brien)

Thèse de doctorat en biophysique et biologie cellulaires soutenue le 18 novembre 2015

Jury d’évaluation

Robert Carpentier, Ph. D., directeur de recherche
Professeur, Département de chimie, biochimie et physique
Université du Québec à Trois-Rivières

Heidar-Ali Tajmir-Riahi, Ph. D., codirecteur de recherche
Agent de recherche, Groupe de recherche en biologie végétale
Université du Québec à Trois-Rivières

Hugo Germain, Ph. D., président du jury
Professeur, Département de chimie, biochimie et physique
Université du Québec à Trois-Rivières

Louise Brisson, Ph. D., évaluatrice externe
Professeure, Université Laval

William Zerges, Ph. D., évaluateur externe
Professeur, Université Concordia