Monogalactosyldiacylglycerol synthase isoforms play diverse roles inside and outside the diatom plastid.

Autor:	Guéguen N; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Sérès Y; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Cicéron F; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Gros V; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Si Larbi G; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Falconet D; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Deragon E; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Gueye SD; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Le Moigne D; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Schilling M; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Cussac M; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Petroutsos D; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France.; Department of Organismal Biology, Uppsala University, 75236, Uppsala, Sweden., Hu H; Key Laboratory of Algal Biology, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China., Gong Y; Oil Crops Research Institute of the Chinese Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430062, China.; Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Oil Crops, Ministry of Agriculture, Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430062, China., Michaud M; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Jouhet J; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Salvaing J; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Amato A; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France., Maréchal E; Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Végétale, Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement, Centre National de la Recherche Scientifique, Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives, Université Grenoble Alpes; IRIG, CEA-Grenoble, 17 rue des Martyrs; 38000 Grenoble, France.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	The Plant cell [Plant Cell] 2024 Oct 09. Date of Electronic Publication: 2024 Oct 09.
DOI:	10.1093/plcell/koae275
Abstrakt:	Diatoms derive from a secondary endosymbiosis event, which occurred when a eukaryotic host cell engulfed a red alga. This led to the formation of a complex plastid enclosed by four membranes: two innermost membranes originating from the red alga chloroplast envelope, and two additional peri- and epiplastidial membranes (PPM, EpM). The EpM is linked to the endoplasmic reticulum (ER). The most abundant membrane lipid in diatoms is monogalactosyldiacylglycerol (MGDG), synthesized by galactosyltransferases called MGDG synthases (MGDs), conserved in photosynthetic eukaryotes and considered to be specific to chloroplast membranes. Similar to angiosperms, a multigenic family of MGDs has evolved in diatoms, but through an independent process. We characterized MGDα, MGDβ and MGDγ in Phaeodactylum tricornutum, combining molecular analyses, heterologous expression in Saccharomyces cerevisiae, and studying overexpressing and CRISPR-Cas9-edited lines. MGDα localizes mainly to thylakoids, MGDβ to the PPM, and MGDγ to the ER and EpM. MGDs have distinct specificities for diacylglycerol, consistent with their localization. Results suggest that MGDα is required for thylakoid expansion under optimal conditions, while MGDβ and MGDγ play roles in plastid and non-plastid membranes and in response to environmental stress. Functional compensation among MGDs likely contributes to diatom resilience under adverse conditions and to their ecological success. (© The Author(s) 2024. Published by Oxford University Press on behalf of American Society of Plant Biologists.)
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