Le monogalactosyldiacylglycérol (MGDG) est une classe de lipide rencontré abondamment dans les membranes photosynthétiques. Le MGDG est connu pour jouer des rôles dans la biogénèse des thylakoïdes, et dans la stabilisation et la fonction du photosystème. Malgré son importance, peu d’informations sont disponibles sur la synthèse du MGDG dans des plastes complexes rencontrés dans certaines algues eucaryotes. En particulier, les diatomées contiennent un plaste secondaire entouré par quatre membranes dans lesquelles la composition précise en glycérolipides est encore inconnue. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur les trois isoformes de MGDG synthase (MGD) détectés par homologie de séquence chez la diatomée modèle Phaeodactylum tricornutum. L’analyse phylogénétique soutient que l’existence de trois types de MGD identifiés chez P. tricornutum semble être un trait conservé chez les diatomées. La localisation de fusions GFP par microscopie confocale a montré que chaque isoforme (numéroté α, β et γ) localise dans un compartiment subcellulaire différent. MGDα est localisée à l’intérieur du plaste au voisinage des thylakoïdes. MGDβ se trouve dans le réseau vésiculaire périplastidial (aussi connu en tant que « blob ») et dans la membrane périplastidiale. MGDγ est un isoforme intriguant localisé dans le cytosol. Nous avons également détecté une séquence similaire à MGDγ dans des données génomiques d'un clase basal d’apicomplexe du phylum Grégarine, où le plaste vestigial habituel de ce groupe est manquant. Ensemble, ces résultats indiquent que dans ces organismes complexes, une MGD a été relocalisée vers des compartiments extraplastidiaux de la cellule au cours de l’évolution. L’édition des gènes de MGDs cibles par CRISPR-Cas9 chez P. tricornutum a été réalisée avec succès. Plusieurs mutants « knock-out » ont été générés pour chaque isoforme. Bien que MGDα soit l’isoforme le plus exprimé dans la cellule, la suppression de l’expression de MGDα n’a pas conduit à de fortes altérations de la croissance cellulaire, de l’activité photosynthétique, ni de l’intégrité des membranes. L’absence d’expression de MGDβ et MGDγ non plus. Un tel phénotype suggère que des mécanismes de compensation très efficaces existent en conditions optimales de culture. Chez la souche sauvage cultivée en carence d’azote, le niveau protéique de MGDα et MGDγ chute. La culture de mutants de MGDs a révélé que MGDβ et MGDγ pourraient jouer un rôle important sous de telles conditions de stress. Ce rôle spécifique devrait être étudié dans le futur. La variation des profils d’acides gras a été observée chez les différentes classes de glycérolipides membranaires. L’impact sur le MGDG suggère que chaque isoforme présente des préférences de substrat différentes, qui pourraient être liées à la disponibilité du substrat dans leur compartiment cellulaire respectif. La mutation de l’isoforme MGDγ a mené à de fortes altérations de la composition de plusieurs classes de lipides extraplastidiaux, comparé celles des isoformes MGDα et MGDβ, suggérant un rôle critique dans l’homéostasies des lipides à l’échelle de la cellule entière. Des perspectives futures sur la synthèse, localisation et fonction du MGDG sont proposées.