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Phosphatases-mediated control of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate [PI(4,5)P2] in plant cells / Contrôle du phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (PI(4,5)P2) par des phosphatases dans la cellule végétale

Date
ven 21 fév 2020
Horaires

9h30

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. Mehdi DOUMANE du laboratoire RDP, sous la direction de M. Yvon JAILLAIS

Langue(s) des interventions

Description générale

Les phosphoinositides sont des lipides membranaires anioniques peu abondants. Leurs concentrations relatives dans les feuillets cytosoliques de la membrane plasmique et de certaines membranes internes des cellules eucaryotes constituent des signatures moléculaires. Le phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate [PI(4,5)P2] en particulier a pour l’instant seulement été détecté à la membrane plasmique dans les cellules de levure, animales ou végétales. Nous avons utilisé l’organisme modèle Arabidopsis thaliana (Arabette des dames) pour étudier le PI(4,5)P2. Dans un mutant perte de fonction où l’équilibre entre PI(4,5)P2 et phosphatidylinositol-4-phosphate (PI4P) est modifié, nous avons observé la présence anormale de PI(4,5)P2 dans des compartiments intracellulaires qui n’ont co-localisé avec aucun marqueur d’organite testé. Par conséquent, la protéine codée par le gène muté est nécessaire à la restriction du PI(4,5)P2 à la membrane plasmique dans la cellule végétale. De plus, nous avons aussi constaté que cette protéine est présente sur des endosomes, et que le trafic vésiculaire est perturbé dans le mutant dont elle est absente, montrant que la protéine est impliquée dans ce processus, potentiellement via le contrôle de la distribution subcellulaire du PI(4,5)P2. Nous avons par ailleurs développé un système génétique inductible, sans équivalent à ce jour, appauvrissant rapidement et spécifiquement en PI(4,5)P2 la membrane plasmique des cellules végétales. Nous présentons également un système génétique transitoire déplétant le PI4P. Ces deux systèmes permettent d’étudier le rôle du PI(4,5)P2 et du PI4P dans les cellules végétales et le développement végétal. Ils peuvent être adaptés pour étudier différents processus biologiques.

Phosphoinositides are low abundant anionic membrane phospholipids. Their relative accumulation in the cytosolic leaflet of the plasma membrane and of various internal membranes in eukaryotic cells generates a landmark code. Especially, phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate [PI(4,5)P2] was only reported in the plasma membrane in yeast, Metazoan and plant cells so far. Here, we used Arabidopsis thaliana (thale cress) as model organism to study PI(4,5)P2. In loss of function mutant in which PI(4,5)P2 and phosphatidylinositol 4-phosphate (PI4P) balance is skewed, we observed anomalous presence of PI(4,5)P2 in subcortical endo-compartments that did not co-localise with any organelle marker tested. We therefore show that, in plant cells, proper subcellular patterning of PI(4,5)P2 requires the protein encoded by the gene mutated. Besides, we also observed that this protein localises to endosomes, and that the mutant displays defects in vesicular trafficking, showing the protein implication in this process, possibly through proper patterning of PI(4,5)P2. We also developed an inducible genetic system that allows unprecedented fast and specific depletion of PI(4,5)P2 from the plasma membrane of plant cells. We also describe a transient system depleting PI4P. Both systems will enable to assess the role of PI(4,5)P2 and PI4P for cellular processes and plant development. They also can be amended to investigate various additional biological mechanims.

Gratuit
Mots clés
Disciplines