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Impact of mitochondrial respiration efficiency on plant cell metabolism

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La respiration, la clé du métabolisme

Des connaissances adéquates sur la manière dont la respiration peut moduler le métabolisme cellulaire sont essentielles pour comprendre le fonctionnement de notre organisme. De plus, cela aurait des implications sur le traitement des troubles métaboliques.

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Les organismes produisent l'énergie nécessaire pour les processus biologiques en décomposant les sucres et en les transformant en énergie, à savoir en ATP. Cette transformation se déclenche grâce au processus métabolique de la respiration, qui inclut essentiellement trois voies, la glycolyse, le cycle d'acide citrique et la phosphorylation oxydative. Bien que les réactions provoquant la synthèse de l'ATP soient connues, les mécanismes qui régulent ces processus sont encore mal compris. En ce qui concerne l'impact de la respiration sur le métabolisme cellulaire général, les scientifiques pensent qu'il peut se produire selon deux voies différentes. Tout d'abord, puisque la respiration détermine le rapport ATP/ADP dans une cellule, elle influence indirectement l'activité des enzymes utilisant l'ATP. Deuxièmement, le système de phosphorylation oxydative produit des espèces réactives à l'oxygène et leur accumulation peut affecter le statut de redox d'une cellule. Pour délimiter comment la chaîne respiratoire contribue au contrôle du métabolisme végétal, les scientifiques du projet RESPARA («Impact of mitochondrial respiration efficiency on plant cell metabolism») ont utilisé le modèle végétal Arabidopsis thaliana. Ils ont généré une série de mutants dans le premier complexe du système de phosphorylation oxydative et ont tenté d'identifier les signaux mitochondriaux déclenchant une réaction cellulaire. Les résultats ont indiqué que le complexe I était essentiel au développement et à la survie des plantes. Lorsque le complexe I était supprimé, la respiration était considérablement perturbée, indiquant clairement que ce dernier agit comme régulateur négatif de la respiration. En plus des renseignements fondamentaux sur les voies les plus essentielles et les mieux conservées en biologique, les résultats de RESPARA pourraient contribuer à mieux comprendre la pathophysiologie de nombreux troubles métaboliques. De plus, les informations générées pourraient former la base pour la conception de futures stratégies thérapeutiques destinées à traiter les déficiences respiratoires relatives au complexe I.

Mots‑clés

Métabolisme cellulaire, troubles métaboliques, ATP, respiration, système de phosphorylation oxydative, métabolisme végétale, respiration mitochondriale, efficacité de respiration, métabolisme de cellules végétales, déficiences de complexes I

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