Les cellules eucaryotes sont divisées en plusieurs compartiments délimités par une ou plusieurs membranes. Les membranes des organites sont composées d'un arrangement spécifique de lipides et de protéines qui assurent l'identité de chaque compartiment. Comme seuls quelques compartiments cellulaires sont capables de synthétiser l'ensemble de leurs lipides, un échange massif de lipides s’opère entre les organites. Le transport de lipides peut être assuré par des voies vésiculaires et/ou par des voies non vésiculaires. Le transport non vésiculaire de lipides est assuré par des protéines de transport de lipides (LTP) qui facilitent le transfert direct des lipides d'une membrane à l'autre au niveau des sites de contact membranaire (MCS). Si les LTP ont déjà été bien étudiées chez la levure et chez l’humain, seul un petit nombre d'entre elles ont été caractérisées chez les plantes. La carence en phosphate (Pi) est un stress abiotique auquel sont couramment soumis les plantes dans la nature et au cours de laquelle une dégradation partielle des phospholipides se produit afin d'augmenter la disponibilité intracellulaire du Pi. Les phospholipides dégradés sont dynamiquement remplacés par du digalactosyl diacylglycérol (DGDG), un lipide non phosphoré synthétisé exclusivement dans le plaste. Le remodelage lipidique s’opère probablement par des voies de transport lipidique non vésiculaires, ce qui souligne son importance dans le maintien de l'intégrité membranaire en cas de stress. Nous caractérisons ici deux acteurs impliqués dans le remodelage membranaire induit par la carence en phosphate : le complexe MTL (mitochondrial transmembrane lipoprotein) et AtVPS13M1.
Le complexe MTL est un énorme complexe enrichi en lipides et principalement composé de protéines situées dans les deux membranes mitochondriales. Le complexe MTL est important pour le trafic intramitochondrial de lipides pendant l'adaptation des plantes à la carence en Pi. Nous avons tenté de purifier le complexe MTL par plusieurs techniques biochimiques afin d'affiner sa composition et d'étudier son architecture et sa structure. Nos résultats mettent en évidence la nature modulaire du complexe MTL qui peut vraisemblablement se présenter sous la forme d'un arrangement variable de différents composants. AtVPS13M1 est un homologue de vacuolar protein sorting 13 (VPS13) chez Arabidopsis thaliana. Des données récentes montrent que les protéines VPS13 sont d'énormes LTP impliquées dans le transport massif de lipides et qu’elles sont localisées à de multiples sites de contact membranaire entre différents organites. Nous avons identifié six nouveaux variants d'épissage d’AtVPS13M1 et montré que l’une des isoformes domine largement les autres suggérant une importance biologique. Nous montrons que AtVPS13M1 est capable de lier plusieurs phosphoglycérolipides in vitro et participe à l'homéostasie des lipides en présence et en absence de Pi. Nos études de localisation d'AtVPS13M1 restent à affiner mais suggèrent une association avec le réticulum endoplasmique.
Dans l'ensemble, nous proposons une approche originale dans laquelle nous identifions et caractérisons de nouvelles voies de transport de lipides non vésiculaires importantes lors du remodelage des lipides membranaires induit par la carence en Pi chez les plantes.