Importance des contacts gouttelettes lipidiques-peroxysomes-mitochondries dans la résistance de la plante aux stress environmentaux // importance of lipid droplet-peroxisome-mitochondria contacts in plant resistance to environmental stress

Topic description

Pour survivre, les plantes doivent percevoir les stress environnementaux et atténuer rapidement les dommages cellulaires causés par ces stress. De nombreux stress induisent notamment une modification de la composition lipidique voire une dégradation des membranes cellulaires végétales, ainsi qu'une accumulation de lipides neutres, principalement des triacylglycérols (TAG), dans des organites spécialisés appelés gouttelettes lipidiques (GL). L'accumulation de GL est associée à une meilleure tolérance des plantes à l'obscurité, à la sécheresse, au foird ou à une carence en azote. Elle est donc considérée comme impliquée dans la tolérance au stress, vraisemblablement en (i) séquestrant les lipides cytotoxiques dérivés des membranes endommagées par le stress et (ii) agissant comme un réservoir de molécules pouvant produire de l'énergie pendant des conditions de carence prolongées. Ces adaptations sont réversibles et essentielles pour que les plantes puissent se rétablir et reprendre leur croissance lorsque les conditions environnementales redeviennent favorables. Pourtant, elles sont très peu décrites, et les mécanismes permettant notamment la remobilisation des lipides neutres stockés dans les GL des feuilles sont méconnus. Nos résultats préliminaires suggèrent un lien physique entre les GL, les peroxysomes et les mitochondries suite à un stress abiotique chez Arabidopsis thaliana qui permettrait ces échanges lipidiques.
Dans ce contexte, la proposition de thèse vise à déchiffrer le rôle des interactions entre les GL, les peroxysomes et les mitochondries dans la réponse des plantes lors d'une carence en azote et pendant la phase de récupération chez A. thaliana, selon trois objectifs : Comprendre l'organisation fine et la cinétique de la formation des sites de contact entre les GL, les peroxysomes et les mitochondries ; Identifier les acteurs clés des interactions entre ces trois organites ; et Déterminer le rôle de protéines candidates dans l'établissement des interactions entre les GL, les peroxysomes et les mitochondries.
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To survive, plants must perceive environmental stresses and rapidly mitigate the cellular damages caused by these stresses, including membrane damages. Many stresses induce modification of the lipid composition of plant cell membranes, as well as accumulation of neutral lipids, mostly triacylglycerols (TAGs), in specialized organelles called lipid droplets (LDs). Membrane remodelling occurs in response to temperature fluctuations in order to preserve membrane fluidity or in cases of low nutrient availability (P or N). The accumulation of LDs is associated with a better tolerance of plants to dark, drought, freezing treatments or nitrogen starvation, and thus is considered to contribute to stress tolerance presumably by (i) sequestering cytotoxic lipids derived from stress-damaged membranes and (ii) acting as a reservoir of molecules that can produce energy during prolonged periods of starvation. These adaptations are reversible and essential for plants to recover and resume growth when environmental conditions become favourable again. However, they are rarely described, and the mechanisms enabling the remobilization of neutral lipids stored in leaf LDs are poorly understood. Our preliminary results suggest a physical link between LDs, peroxisomes, and mitochondria following abiotic stress in Arabidopsis thaliana, which would enable these lipid exchanges.
In this context, the PhD proposal aims at deciphering the role of LD-peroxisome-mitochondria interactions in plant response to abiotic stress and during recovery in A. thaliana, along three objectives: Understanding the fine organization and kinetics of the formation of LD-peroxisome-mitochondria contact sites in response to abiotic stress; Identifying key players of LD-peroxisome-mitochondria interactions; and Determining the role of candidate proteins in the establishment of LD, peroxisome and mitochondria interactions
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Début de la thèse : 01/10/

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Contrat doctoral libre