Etude des rôles des diacylglycérol kinases chez Arabidopsis thaliana par des approches pharmacologiques et par génétique inverse.

Roles of diacylglycerol kinases in Arabidopsis thaliana by pharmacological approaches and reverse genetics

• Auteur / Autrice : Nabila Djafi
• Direction : Alain Zachowski, Eric Ruelland
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Complexité du vivant
• Date : Soutenance le 23/01/2014
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie cellulaire et moléculaire des plantes
• Jury : Président / Présidente : Germain Trugnan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathias Brault, Anne Repellin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bénédicte Sturbois, Sébastien Mongrand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteurs de transcription

Protéines kinases

Arabidopsis

Phospholipases

Mots clés libres

Phospholipase C

Diacylglycerol kinase

Arabidopsis

Croissance racinaire

Froid

Auxine

Diacylglycerol kinases

Phosphatidic acid

Auxin

Résumé

Les diacylglycerol kinases catalysent la phosphorylation du diacylglycérol en acide phosphatidique. Nous avons montré que la PLC spécifique des phosphoinositide (PI-PLC) et la diacylglycérol kinase (DGK) régulent négativement l'expression basale de la plupart des gènes DREB2 dans les cellules en suspension d'Arabidopsis thaliana. Les gènes DREB2 codent pour des facteurs de transcription qui se lient aux motifs DRE (Drought Responsive Elements). Ces éléments sont également liés par les facteurs DREB1. Alors que les facteurs DREB2 sont principalement impliqués dans les réponses à la sécheresse et au stress chaud, les DREB1 sont quant à eux induits en réponse au froid. Nous avons également pu montrer que l'inhibition par des agents pharmacologiques des activités PI-PLC ou DGK conduit à l'induction de l'expression basale des gènes DREB1. Cependant, l'induction est beaucoup moins marquée chez les gènes DREB1 que DREB2A, un membre de la famille DREB2. Cela indique que les gènes DREB1 et DREB2, ne sont pas soumis à la même régulation transcriptionnelle et que la signalisation lipidique pourrait en partie expliquer les différences dans la régulation des gènes DREB. Les DGK d'Arabidopsis sont codées par une famille multigénique de 7 gènes. Parmi ces gènes, on retrouve la DGK5 dont les le transcrit peut subir un épissage alternatif, ce qui aboutit à deux transcrits, dont l'un comporte une protéine avec un domaine putatif de liaison à la calmoduline. Le mutant knock-out dgk5.1 à une racine plus courte lorsqu'il est cultivé à 12°C comparé au sauvage. Ce phénotype racinaire est corrélé avec une zone méristématique et des cellules plus petites. La croissance des racines du mutant n'est n'est pas modifiée en présence de la plupart des hormones testées. Pourtant, elle est moins sensible à l'auxine exogène à 12°C par rapport au WT. Le mutant dgk5.1 génère moins de racines secondaires en présence d'auxine exogène que le WT. Le promoteur DR5 n'est pas activé dans le mutant à 12°C par l'IAA exogène dans la zone méristématique, alors qu'il est dans le WT. Nos résultats montrent que le mutant dgk5.1 est altéré dans sa réponse à l'auxine à 12°C, suggérant un rôle de perception/transduction de l’auxine dans les racines courtes.

Diacylglycerol kinases catalyse the phosphorylation of diacylglycerol into phosphatidic acid. We show that phosphoinositide dependent-phospholipase C (PI-PLC) and diacylglycerol kinase (DGK) in Arabidopsis thaliana suspension cells negatively regulated the basal expression of most DREB2 genes. DREB2 genes encode transcription factors that bind to Drought Responsive Elements (DRE). Those elements are also bound by DREB1 factors. While DREB2 factors are mostly involved in drought and heat responses, DREB1s are induced in the response to chilling. We show also that the pharmacological inhibition of PI-PLC or DGK leads to the basal induction of DREB1 genes. However, the induction is much less marked for the DREB1 genes than that of DREB2A, a member of the DREB2 family. This illustrates that DREB1 and DREB2 genes, while having the same targets, are not submitted to the same transcription regulation, and that lipid signalling might in part explain these differences in the regulation of the DREB genes. In Arabidopsis, DGKs are encoded by a multigenic family of 7 members. In this thesis, we focus on DGK5. The transcripts can have differential splicing, leading to two mature transcript, one of which leading to a protein with a putative calmodulin binding domain. A dgk5 knocked-out mutant is comparable to the WT, except for shorter root when grown at 12°C. This short root phenotype is correlated with to shorter meristematic zone and smaller cells. The short root phenotype is not altered in presence of most hormones. Yet, the root growth is less sensitive to exogenous auxin at 12°C compared to the WT. Accordingly the mutant produces less secondary roots in presence of exogenous IAA than the WT at 12°C. The DR5 promoter is not activated in the mutant at 12°C by exogenous IAA, in the meristematic zone, while it is in the WT. Our results show that the dgk5.1 mutant is impaired in auxin response at 12°C, suggesting a role of auxin perception /transduction in the short root phenotype.