Implication du Glucosylceramide dans la voie sécretoire des plantes

Abstract

Le rôle des lipides comme des acteurs moléculaires de la voie sécrétoire des plantes n'est pas encore complètement élucidé. Le Glucosylceramide (GlcCer) est synthétisé par la Glucosylceramide synthase (GCS) chez les plantes et constitue un des sphingolipides complexes clé dans les membranes, mais on connaît peu les exigences cellulaires pour le GlcCer. Cette étude repose sur le blocage de la biosynthèse de GlcCer, par l'utilisation d'inhibiteurs chez le tabac et l’arabidopsis, et la production de mutants d'Arabidopsis, pour déterminer l'impact de la biosynthèse du GlcCer sur la dynamique endomembranaire des cellules végétales. Dans une approche qui inclue la biochimie des lipides, l'imagerie de cellules vivantes, des études ultrastructurales par microscopie electronique à transmission et des études sur le développement de la plante entière, nous avons acquis une meilleure compréhension de l'impact de la synthèse du GlcCer dans les cellules végétales qui peut être résumée comme suit: (1) Sur la base d’un analyse théorique et de la microscopie de cellules vivantes on a déterminé que la GCS est situé dans le Réticulum Endoplasmique (au début de la voie sécrétoire) dans les cellules végétales, (2) PDMP est un inhibiteur spécifique de GCS chez les plantes, (3) La perturbation de la biosynthèse du GlcCer par le PDMP et par un approche génétique ont montré que le GlcCer est important pour le trafic normale des protéines et pour la dynamique des endomembranes, notamment dans le maintien de la structure de l’appareil de Golgi, (4) La régulation du trafic des protéines mediée par la synthèse du GlcCer pourrait être critique dans l’etablissement et le maintien de la polarité cellulaire, tel qu’il est suggéré par des changements dans la localisation des marqueurs polaires chez l’Arabidopsis traitée avec PDMP, et (5) Un bloc dans la synthèse du GlcCer peut conduire à des défauts importants dans le développement des plantes, comme le montrent des mutants d'Arabidopsis avec une croissance anormale des racines primaires et incapables à se développer jusqu’aux étapes reproductives. Les interactions potentielles entre GlcCer et les machineries de transport sont discutés, ainsi que les mécanismes cellulaires qui sont potentiellement déclenchés dans les cellules végétales pour compenser une perturbation de la biosynthèse du GlcCer.