Lipides
Gouttelettes lipidiques (Lipid droplets ou LD)
Détachement ou non ?

Vue d'ensemble

1. Chez la levure, les LD cytoplasmiques (cLD) restent en contact avec le réticulum endoplasmique (RE), processus dirigé par Fld1/Ldb16, l'homologue de la seipine, i.e. (The seipin complex Fld1/Ldb16 stabilizes ER–lipid droplet contact sites 2015 et Seipin regulates ER–lipid droplet contacts and cargo delivery 2016).

Elle forment un sous-domaine spécial du RE (Lipid droplets are functionally connected to the endoplasmic reticulum in Saccharomyces cerevisiae 2011).

2. Chez les mammifères, on trouve des LD entièrement détachées et/ou connectées au RE (Seipin Facilitates Triglyceride Flow to Lipid Droplet and Counteracts Droplet Ripening via Endoplasmic Reticulum Contact 2019).

a. Certaines LD peuvent se détacher complètement, environ 15% n'ont pas été retrouvées en contact avec le RE (Applying systems-level spectral imaging and analysis to reveal the organelle interactome 2017).

• Cette connexion ne pourrait être rompue que dans des cas spécialisés, comme lors de la lipophagie ou dans des cellules épithéliales de la glande mammaire qui sécrètent du lait (Organellar Contacts of Milk Lipid Droplets 2020).

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  Toutefois, elles peuvent s'y réattacher par des ponts membranaires grâce aux protéines Arf1/COPI ou par d'autres attaches ( MCS LD-RE)

b. Les LD en contact avec le RE et les organites sont donc de loin les plus nombreuses ( sites de contact membranaire (MCS) avec les LD).

Les lipides des gouttelettes restent fonctionnellement connectées à la membrane du RE pour permettre l'échange de lipides et de protéines membranaires intégrales entre les deux compartiments (Mature lipid droplets are accessible to ER luminal proteins 2016).

Mécanisme de détachement

Le mécanisme de détachement est mal connu.

1. Lors de l'expansion des gouttelettes lipidiques, le col reliant les LD au RE a devient de plus plus courbé, et cette courbure conduit finalement à la fission du bourgeon du RE lorsqu’un angle suffisant est atteint (The Physics of Lipid Droplet Nucleation, Growth and Budding 2016).

Cette courbure est obtenue par l'accumulation des lipides coniques, i.e. acide phosphatidique (PA) et diglycérides (DAG) à courbure intrinsèque négative (tension et composition membranaire en phospholipides).

Le PA produit par la phospholipase D (PLD) est nécessaire à la formation de LD dans un système acellulaire (A Phospholipase D-dependent Process Forms Lipid Droplets Containing Caveolin, Adipocyte Differentiation-related Protein, and Vimentin in a Cell-free System 2003).

2. Des protéines, qui ne sont pas encore identifiées, pourraient également être nécessaires pour médier la scission des LD du RE.

Des preuves indirectes suggèrent le rôle de COPII, qui est aussi impliquée dans le réattchement des LD au RE (COPI buds 60-nm lipid droplets from reconstituted water–phospholipid–triacylglyceride interfaces, suggesting a tension clamp function 2013).

Conséquence du détachement

Le détachement des LD peut s'effectuer ( localisation des LD) :

• soit dans le cytoplasme, pour former des gouttelettes lipidiques cytoplasmiques (cLD) libres,
• soit dans la lumière du RE, pour former des gouttelettes lipidiques luminales (lLD),
• soit dans le nucléoplasme, à partir de la membrane nucléaire interne pour former des gouttelettes lipidiques nucléaire (nLD) libres.

1. Les LD peuvent se réattacher :

• à la membrane du réticulum endoplasmique (RE),
• à la membrane nucléaire pour former des gouttelettes lipidiques nucléaires ( formation des nLD).

2. En outre, après leur détachement, les LD établissent de nombreux contacts par des sites de contact membranaire (MCS) avec d'autres organites, tels que les mitochondries, les peroxysomes, endosomes/lysosomes et d'autres LD.

Cytosquelette et LD : mobilité et distribution des LD

Les réseaux cytosquelettiques d'actine et de microtubules et leurs protéines motrices associées sont impliqués dans la morphologie et la distribution des LD au sein de la cellule (A Proximity Labeling Strategy Provides Insights into the Composition and Dynamics of Lipid Droplet Proteomes 2018).

1. La déstabilisation du cytosquelette perturbe la distribution des LD bien qu'il ne soit pas toujours clair de savoir si les effets observés sont dus à des effets directs sur les microtubules et les cytosquelettes d'actine ou sur les interactions LD-cytosquelette.

2. Toutefois, les effets de la perturbation des protéines motrices, i.e. mysosines, kinésine (KIF16B) et dynéine qui déterminent la motilité sur les chemins du cytosquelette, sont mieux documentées.

L'interaction de Plin3 avec la dynéine en est un bon exemple.

3. Toute modification peut provoquer des perturbations dans les sites de contact membranaire (MCS) des LD, essentiels aux échanges de lipides et à la lipophagie.

Remarque : le cytosquelette joue un rôle important dans la biogenèse des LD par exemple par l'interaction :

• des microtubules avec FIT2,
• de l'actine avec la seipine par l'intermédiaire de la protéine adaptatrice 14-3-3β,
• de l'actine avec les septines.

Localisation des gouttelettes lipidiques (LD)