La vie peut être considérée comme un processus résistant temporairement à l'entropie. Elle se caractérise par des structures et des processus hautement organisés à toutes les échelles. L'un des défis fondamentaux de la biologie est de comprendre comment les organismes parviennent à maintenir durablement des domaines organisés au niveau subcellulaire pour assurer le fonctionnement des cellules et des organes. L'établissement de la polarité cellulaire est un bon exemple de processus qui rompt la symétrie du système et génère des inhomogénéités à l'échelle moléculaire et subcellulaire. Bien que de nombreuses protéines différentes subissent une polarisation, la polarité la plus couramment étudiée est la polarité de face à laquelle sont soumis les transporteurs d'auxine, appelée polarité de face. Toutefois, d'autres types de polarités ont récemment été décrites, notamment la polarité des arêtes de cellules. Un exemple de protéine montrant cette polarité est RAB-A5c, un membre de la famille RAB-GTPase qui marque les vésicules situées sous la membrane plasmique au bord de la cellule. Bien que l'on ait émis l'hypothèse que la localisation de cette protéine est affectée par l'état de stress de la paroi cellulaire ainsi que par l'intégrité du cytosquelette, les facteurs impliqués dans l'établissement de la polarité du bord de la cellule sont encore largement inconnus.
Ici, en utilisant une combinaison de techniques de microscopie, d'analyse quantitative d'images, d'approches pharmacologiques et génétiques, je propose un modèle impliquant la géométrie cellulaire, la turgescence et l'état organisationnel des lipides de la membrane plasmique dans la spécification du domaine du bord de la cellule. Je décris également les interactants protéiques de RAB-A5c impliqués dans la structuration du développement de RAB-A5c et je propose un nouveau pipeline d'analyse d'images conçu pour quantifier les polarités cellulaires dans les tissus segmentés des plantes.
Molecular mechanisms of edge-based polarity in A.thaliana
Life can be fought as a process that temporarily resist entropy. It is characterized by highly organized structures and processes at all scales. A fundamental challenge of biology is to understand how organisms sustainably manage to keep organized domains at the sub-cellular level to ensure the functioning of cells and organs. The establishment of cell polarity is a good example of a process that break the symmetry of the system and generates inhomogeneities at the molecular and sub-cellular scale. While many different proteins undergo polarization, the most commonly studied polarity is the face polarity that auxin transporter are submitted to, which is called face polarity. However, recently, other polarities have been described including the cell edge polarity. One example of such polarity is RAB-A5c, a member of the RAB-GTPase family which labels vesicles lying underneath the plasma membrane at the cell edge. While it has been hypothesized that this protein’s localization is affected by cell wall stress status as well as cytoskeleton integrity, factors involved in the establishment of the cell edge polarity are still largely unknown.
Here, using a combination of microscopy technics, quantitative image analysis, pharmacological and genetic approach, I propose a model involving cell geometry, turgor and the organizational state of plasma membrane lipids in the specification of the cell edge domain. I also describe proteinaceous interactants of RAB-A5c involved in the developmental patterning of RAB-A5c and propose a new image analysis pipeline designed to quantify cell polarities in plant segmented tissues.
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