@Role of very long chain fatty acid in arabidopsis thaliana development

par Liên Bach

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences du végétal

Sous la direction de Jean-Denis Faure.

Soutenue en 2010

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Chez les plantes, les acides gras à très longues chaînes (AGTLCs) sont les composants des triacyglycerols, des cires épicuticulaires, de la suberine ainsi que des lipides membranaires comme les phospholipides et spingolipides. Leur synthèse s’effectue au niveau du Reticulum Endoplasmique (RE) par le complexe élongase. PASTICCIN02 (PAS2) est l’homologue de la 3-hydroxy-acyl-CoA-dehydratase Phs1p chez la levure Saccharomyces cerevisae. Nous avons montré que PAS2 est un gène essentiel. A l’inverse, l’expression du gène Phs1 est capable de complémenter les défauts de développement du mutant pas2-1. De plus, la protéine PAS2 interagit directement au niveau du RE avec la dernière enzyme du complexe, CER10. Nous avons montré qu’une altération de l’activité de PAS2 entraîne une réduction générale des teneurs en AGTLCs dans toutes les classes lipidiques. La réduction ou l’augmentation des teneurs en AGTLLCs obervés respectivement chez un mutant pas2-1 ou chez des plantes surexprimant le gène Phs1, sont associées avec de fortes altérations développementales. En particulier, une mutation pas2-1 entraîne une réduction de la croissance racinaire associée paradoxalement avec une augmentation du nombre de cellules en division. Nos résultats ont montré que cette augmentation est due à des retards et/ou défauts de mise en place de la plaque cellulaire au cours de la cytokinèse. De plus, une mutation pas-2-1 conduit à des altérations de la dynamique membranaire au niveau de la voie sécrétoire et de l’endocytose. L’ensemble de ces résultats a permis de démontrer que la protéine PAS2 est la 3-acyl-CoA déshydratase du complexe élongase chez Arabidopsis et que les AGTLCs sont des composants essentiels du développement de la plante.


  • Résumé

    In plants, very long chain fatty acids (VLCFAs) are building blocks of triacylglycerols, epicuticular waxes, suberin and membrane lipids such as phospholipids and sphingolipids. They are synthesized by the ER membrane bound elongase complex, which requires four enzymatic steps. PASTICCINO2 (PAS2) is the putative homolog of the yeast 3-hydroxy-acyl-CoA dehydratase (Phs1), the third enzyme of the elongase complex. We showed that Arabidopsis PAS2 is an essential gene and that it was able to complement phs1 lethality. Conversely, the expression of Phs1 was able to complement the developmental defects of the pas2-1 mutant. Moreover, PAS2 protein was found to interact directly in the Endoplasmic Reticulum with CER10, the last enzyme of the elongase complex. We showed that PAS2 impairement led to a strong reduction of VLCFAs in different lipid classes. Reduced or enhanced VLCFAs levels in respectively pas 2-1 mutant Phs1 overexpressing plants were associated with developmental defects. In particular, pas 2-1 mutation led to reduced root growth and paradoxically to a higher incidence of cell divisions. We demonstrated that higher incidence of cell divisions resulted from delayed or defective cell plate formation during cytokinesis. Moreover, our results indicated that VLCFA-dependent membrane dynamics during endocytosis and secretion, was required for the establishment of the cell plate. Collectively our data identified PAS2 as the unique 3-hydroxy-acyl-CoA dehydratase in Arabidopsis and highlighted the essential role of VLCFAs in plant development.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (62 f. )
  • Annexes : Bibliogr. p. 54-62

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