Thèse soutenue

Sphingolipids and membrane dynamics : functional analysis of ceramide synthases in Arabidopsis thaliana

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Auteur / Autrice : Diana Molino
Direction : Jean-Denis Faure
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie cellulaire-Génétique végétale
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

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Résumé

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Les sphingolipides sont une classe spécifique de lipides membranaires qui constituent avec les stérols des microdomaines, appelées “raft”. Chez les animaux, ces domaines sont impliqués dans l’établissement de la polarité, l’endocytose, et le transport des protéines. Les sphingolipides sont aussi impliqués dans la signalisation intracellulaire associée à l’apoptose et les réponses aux stress. L’acylation des bases sphingoïdes (LCBs) catalysée par la céramide synthase est une étape clé de la biosynthèse des sphingolipides. Les céramides synthase jouent un rôle dans la prolifération et la mort cellulaire chez plusieurs organismes y compris les plantes. Cependant, les fonctions précises de ces enzymes chez les plantes n'avaient pas été élucidées. Au cours de ma thèse, j’ai exploré le rôle des sphingolipides dans le développement d'Arabidopsis thaliana en utilisant des approches génétiques et pharmacologiques pour inhiber les activités céramide synthases. Trois gènes codant des céramide synthases ont été identifiés dans le génome d'Arabidopsis et nommés Longevity One Homologues 1 à 3 (LOH1-3). LOH1 et 3 synthétisent spécifiquement des sphingolipides avec une très longue chaîne d'acide gras (VLCFA) alors que LOH2 est spécifique de sphingolipides à longues chaînes d'acides gras. LOH1 et 3 sont aussi préférentiellement inhibés par la mycotoxine Fumonisin B1. Des plantes avec une teneur réduite en VLCFA-sphingolipides montrent des défauts de développement, en particulier l'absence de développement de racines latérales qui est causé par un défaut d'accumulation de transporteurs polaire d'auxine à la membrane plasmique et donc une réduction du flux polarisé d'auxine à la pointe racinaire. L'étude exhaustive de marqueurs GFP a permis de démontrer que les VLCFA-sphingolipides sont impliqués spécifiquement dans la dynamique du Trans Golgi Network et des endosomes précoces. La réduction de la teneur en VLCFA-sphingolipides modifie en particulier les interactions entre endosomes et altère la cytokinèse lors de la maturation de la plaque cellulaire. En conclusion, ce travail montre que la longueur de la chaîne d'acide gras des sphingolipides est cruciale pour la croissance et le développement des plantes et apporte un mécanisme cellulaire expliquant le rôle des VLCFA-sphingolipides dans les membranes.