De l'implication des radeaux membranaires du plasmalemme dans les phénomènes de signalisation chez les végétaux

Involvement of Plasma membrane rafts in plant signalling pathways

• Auteur / Autrice : Fabienne Furt
• Direction : Jean-Jacques Bessoule
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transduction du signal cellulaire chez les plantes

Phospholipases

Membrane cellulaire

Cellules végétales

Résumé

De nombreuses évidences montrent que les membranes plasmiques sont organisées en domaines. Nous avons isolé des microdomaines plasmalemmiques appelés DIM (Détergent Insoluble Membranes) par solubilisation différentielle par les détergents non ioniques à froid. L'hypothèse de travail selon laquelle les acteurs de la signalisation lipidique pourraient être recrutés/exclus de façon dynamique dans les DIM, a été testée par des approches complémentaires. L'analyse globale par spectrométrie de masse du contenu protéique des DIM de cellules BY2 et de racines de Medicago truncatula a montré que la majorité des protéines présentes sont impliquées dans les voies de signalisation, parmi lesquelles des enzymes liées au métabolisme des phospholipides de signalisation (phospholipases Dð et C). Nous avons aussi mis en évidence un enrchissement en phosphoinositides (PIP et PIP2) dans ces DIM végétaux. Nous proposons que ''les DIM sont des structures appauvries en phospholipides ''de structure'' et enrichies en stérols, sphingolipides et phospholipides'' de signalisation''. L'ensemble des enzymes intervenant dans le métabolisme du PIP et du PIP2 est également présent dans les DIM. A l'inverse les phospholipases D (PLD) qui synthétisent l'acide phosphatidique y sont peu présentes. De plus, les résultats préliminaires montrent que l'activité de certaines enzymes (PLD, PA kinase) présentes dans les DIM fluctue après un traitement hormonal. Ces données suggèrent que les DIM des membranes plasmiques végétales pourraient être impliqués dans les mécanismes de transduction des signaux en compartimentant les voies de synthèse/dégradation des phospholipides ''de signalisation''.

A large body of evidence supports the existence of microdomains in plant plasma membrane. We used differential cold solubilization by nonionic detergents to isolate these plasma membrane microdomains, called Detergent Insoluble Membranes (DIM). We hypothesized that DIM are able to selectively and dynamically recruit or exclude lipids and lipid-utilising enzymes involved in signalling pathways. Several approaches were undertaken to test this hypothesis. First, mass spectrometric analyses show that both tobacco leaf and Medicago truncatula root plasma membrane DIM are enriched in proteins involved in many signaling pathways, like phospholipases Dơ and C. The data clearly indicate that polyphosphoinositides (PIP, PIP2) are also enriched in tobacco DIM. We propose that DIM are membrane domains depleted in ''structural phodpholipids'' and largely enriched in sterols, sphingolipids and ''signalling phospholipids'' (PIP, PIP2). Moreover, enzymes involved in polyphosphoinositides metabolism are found in DIM whereas phospholipases D -which synthesize phosphophatidic acid (PA)- seem to be depleted. First results show that both PLD and PA kinase activities fluctuate in DIM after Abscisic Acid Treatment. Taken together these data suggest the involvement of plant plasma membrane DIM in signal transduction by partitioning synthesis and hydrolysis pathways of ''signalling phospholipids''.