La signalisation lipidique chez les plantes et son rôle dans la transduction des signaux en réponse aux contraintes hydriques

Lipid signaling pathways in plants and their roles in response to water constraints

Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Moléculaire des Plantes, UR5 UPMC ; EAC7180 CNRS, Université Pierre et Marie Curie P6, 4 place Jussieu, case 156, 75252 Paris Cedex 05, France

Auteur de correspondance : anne-sophie.leprince@upmc.fr

Résumé

Les plantes, organismes fixés, ont développé la capacité de détecter les variations de leur environnement. Cette propriété est liée à la perception de ces signaux et à leur transduction par des voies de signalisation pour les traduire en une réponse adaptative. Parmi ces voies, la signalisation lipidique joue un rôle considérable chez les végétaux, avec en particulier l'acide phosphatidique (PA) comme acteur clé. Ce second messager peut être synthétisé via deux voies impliquant soit des phospholipases D (PLD), soit des phospholipases C (PLC) et des diacylglycérol kinases (DAGK). La variation des niveaux de PA peut être modulée par sa conversion en diacylglycérolpyrophosphate (DGPP) par les PA kinases (PAK). Les PLCs, à travers la formation d'IP₃ ou de ses dérivés, sont impliquées dans les variations des teneurs en Ca²⁺ intracellulaire, autre second messager essentiel de la signalisation cellulaire. Les phosphoinositides, comme le PI3P, le PI4P et le PI(4,5)P₂, sont également des éléments importants de la signalisation lipidique. Ils sont à la fois les substrats des PLCs et des PLDs et des seconds messagers. Dans cet article nous nous sommes attachés à présenter l'état des connaissances sur ces voies de signalisation lipidique en mettant l'accent sur les spécificités de ces voies chez les végétaux par rapport aux autres règnes vivants.

Abstract

Plants are sessile organisms that have developed the capacity to detect slight variations of their environment. They are able to perceive these environmental signals and to transduce them by signaling pathways in order to trigger adaptative responses. Lipid signaling elements play a central role in these pathways in plants. A key element is phosphatidic acid (PA), which can be produced by two pathways. In the first one, phospholipids are hydrolysed by phospholipase D (PLD) to release PA. In the second one, PA is produced through the activity of phospholipase C (PLC) to produce diacylglycerol (DAG) which is then phosphorylated by DAG kinase (DAGK). The amount of PA in the cell is regulated by PA kinase, which phosphorylates PA to produce diacylglycerolpyrophosphate (DGPP), considered as a second messenger as well. PLCs play a dual role in cell signaling by regulating the amount of intracellular Ca²⁺, another essential second messenger. Phosphoinositides, such as PI3P, PI4P and PI(4,5)P₂, are substrates of PLCs and PLDs and are considered as second messengers also. In this review, we present recent data regarding the specific features of these lipid signaling pathways in plant compared with other eukaryotes.