SEIX 17-20 octobre 2005 - Atelier Calcium

l‟opposée des oscillations, elle est loin d‟être immédiate : un temps de latence variant entre
120 min à 4 min est observé en réponse respectivement à 6 et 50 µM de S1P. L‟ensemble de
ces résultats suggère que la S1P joue un rôle important dans la régulation de la turgescence
des cellules de garde via la mobilisation du calcium.
Pour répondre aux critères définis pour servir de messager, la concentration de S1P
doit être finement régulée. Chez les mammifères, la S1P est produite suite à la
phosphorylation de la Sph par la SphK (Fig. 2). Elle est ensuite, soit déphosphorylée sous
l‟action d‟une phosphatase spécifique localisée au niveau de la membrane plasmique, la SPP,
ce qui régénère de la Sph, soit dégradée sous l‟action d‟une lyase spécifique localisée au
niveau du RE et qui clive la S1P en hexadécenal et en éthalonamine-1-phosphate (Fig. 2 ;
pour revue voir Le Stunff et al., 2004). A ce jour deux gènes codant pour des SphK ont été
clonés chez les mammifères (SphK1 et SphK2) et chez la levure (LCB4 et LCB5). Néanmoins,
l‟activité SphK n‟avait pas encore été démontrée chez les plantes. Une approche
pharmacologique associée à une étude biochimique de l‟enzyme nous a permis d‟établir la
présence d‟une activité SphK dans la fraction membranaire des protoplastes de cellules de
garde d‟A. thaliana (Coursol et al., 2003, 2005). Cette localisation diffère de celle observée
pour les deux SphK de mammifères qui sont soit cytosolique (SphK1) soit nucléaire (SphK2).
L‟activité SphK d‟A. thaliana est stimulée in vivo par l‟ABA et inhibée in vitro et in
vivo par le N,N-diméthylsphingosine (DMS) (Coursol et al., 2003). Les études réalisées in
vivo sur épidermes isolés montrent que le DMS inhibe de manière partielle, mais significative,
l‟effet de l‟ABA sur la turgescence des cellules de garde. Par ailleurs, les études de patchclamp
en configuration « cellule entière » indiquent que le DMS inhibe l‟effet de l‟ABA sur
les canaux K + entrant et les canaux anioniques de type S des cellules de garde. L‟ensemble de
ces résultats montre qu‟une SphK est partie intégrante de la chaîne de transduction du signal
ABA contrôlant d‟une part, l‟activité des canaux K + entrant impliqués dans l‟ouverture
stomatique et d‟autre part, l‟activité des canaux anioniques de type S impliqués dans la
fermeture stomatique.
Chez les mammifères, les effets de la S1P sont médiés en partie via des récepteurs
couplés à des protéines G hétérotrimériques (GPCR, G protein-coupled receptor). Sachant que
la sous-unité de la protéine G hétérotrimérique d‟A. thaliana, GPA1, est impliquée dans le
contrôle de la turgescence des cellules de garde par l‟ABA (Wang et al., 2002), il nous a
semblé intéressant d‟étudier le rôle éventuel de cette protéine dans le mécanisme d‟action de
la S1P. Les études in vivo conduites sur épidermes isolés montrent que chez les plantes
sauvages la S1P inhibe l‟ouverture des stomates et induit leur fermeture, ce dernier résultat
étant similaire à celui obtenu par Ng. et al. (2001) chez C. communis (Coursol et al., 2003).
En revanche, les mutants T-DNA gpa1-1 et gpa1-2, qui n‟expriment pas le gène GPA1, sont
insensibles à l‟action de la S1P. Par ailleurs, les expériences de patch-clamp en configuration
« cellule entière » montrent que la S1P inhibe les canaux K + entrant et active les canaux
anioniques de type S des plantes sauvages, mais n‟a pas d‟effet sur ces canaux chez les
mutants gpa1. Ces résultats mettent en relief le rôle clé joué par la sous-unité GPA1 dans la
régulation par la S1P de la turgescence des cellules de garde d‟A. thaliana. Par ailleurs, ils
suggèrent que la S1P puisse activer un GPCR chez les plantes au même titre que chez les
mammifères.
Ces résultats ont conduit Pandey et Assmann (2004) à étudier le rôle éventuel de la
protéine GCR1 (G protein-coupled receptor 1), un GPCR putatif, dans le mécanisme d‟action
de la S1P chez A. thaliana. Les études conduites in vivo sur épidermes isolés montrent que les
mutants gcr1, contrairement aux mutants gpa1, sont hypersensibles à l‟action de l‟ABA et de
la S1P à la fois pour l‟inhibition de l‟ouverture et l‟induction de la fermeture des stomates. Il a
donc été proposé que GCR1 soit un régulateur négatif des voies dépendantes de GAP1 et
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