Rôle des acide lysophosphatidique acyltransférases dans la voie sécrétoire chez les plantes

Role of lysophosphatidic acid acyltransferases in the plant secretory pathway

• Auteur / Autrice : Valérie Wattelet
• Direction : Patrick Moreau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Végétale
• Date : Soutenance le 11/12/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biogénèse membranaire, UMR 5200 (Villenave-d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie German-Retana
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Moreau, Nathalie Leborgne, Hubert Schaller, Alexandre Martinière
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nathalie Leborgne, Hubert Schaller

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lipides des membranes

Cellules eucaryotes

Arabidopsis thaliana

Mots clés libres

Arabidopsis thaliana

Acide lysophosphatidique acyltransférase

Voie sécrétoire

Acide phosphatidique

Arabidopsis thaliana

Lysophosphatidic acid

Secretory pathway

Phosphatidic acid

Résumé

Chez les eucaryotes, les lipides membranaires sont essentiels à la compartimentation et la régulation des voies de sécrétion. Par leurs propriétés physiques, ils sont essentiels aux courbures membranaires et à la régulation de la morphodynamique des endomembranes, de la morphologie des organites et de la formation des vésicules de transport. Chez l’animal, les acide lysophosphatidique acyltransférases (LPAATs) sont impliquées dans la régulation du trafic endomembranaire, mais rien n’est connu sur leur rôle chez la plante. Chez Arabidopsis thaliana, cinq LPAATs ont été identifiées. Nous avons déterminé leur activité enzymatique spécifique pour l'acide lysophosphatidique (LPA) pour produire de l'acide phosphatidique (PA). J'ai ensuite caractérisé leur localisation subcellulaire dans le système endomembranaire de la voie sécrétoire et étudié leur rôle présumé dans cette voie par approche génétique (mutants knock-out), biochimiques (inhibiteurs d'activité, analyses des lipides) et d'imagerie (microscopie confocale). En exploitant les lignées simples, doubles et triples mutantes des gènes LPAAT que j’ai produites, couplées à un traitement au CI-976 qui inhibe l'activité des LPAATs, j’ai montré suite à une analyse lipidique, que la quantité d’acide phosphatidique (PA) dépendante de l’activité LPAAT est essentielle pour l’adressage du transporteur d’auxine PIN2 et de l’aquaporine PIP2,7 vers la membrane plasmique.Ce travail souligne l’importance de la régulation des quantités de lipides dans les endomembranes et l’existence de seuils en-dessous desquels l’homéostasie membranaire peut être finement perturbée au point d’entraîner des disfonctionnements de la voie sécrétoire.

In eukaryotic cells, membrane lipids are essential for compartmentalization and regulation of secretory pathways. According to their physical properties, they are essential to membrane curvature and regulation of endomembrane morphodynamics, organelle morphology, and vesicles. In animal cells, lysophosphatidic acid acyltransferases (LPAAT) are involved in the regulation of endomembrane trafficking, but nothing is known about their role in plants. In Arabidopsis thaliana, five LPAATs were identified. We determined their specific enzymatic activity for lysophosphatidic acid (LPA) to produce phosphatidic acid (PA). I then characterized their subcellular localization in the endomembrane system of the secretory pathway and their potential role in this pathway using genetical (knockout mutants), biochemical (activity inhibitors, lipid analyzes) and imaging (confocal microscopy) approaches. Using the single, double and triple mutant lines for LPAAT genes that I produced, in addition to CI-976 treatment that inhibits LPAAT activity, I showed, after lipid analysis, that phosphatidic (PA) dependent on LPAAT activity is essential for the trafficking of the auxin carrier PIN2 and the aquaporin PIP2,7 to the plasma membrane.This work highlights the importance of lipid regulation in endomembranes and thresholds under which membrane homeostasis can be finely disturbed to the point of causing dysfunction of the secretory pathway.