Étude du mécanisme d'habituation à la thaxtomine A chez les cellules de peuplier

• Main Author: Girard-Martel, Marie
• Other Authors: Beaudoin, Nathalie
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2008
• Online Access: http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4782

La thaxtomine A (TA) est la principale toxine produite par Streptomyces scabiei, une bactérie filamenteuse du sol, qui est l'un des agents responsables de la gale commune de la pomme de terre. Le pouvoir pathogène de S. scabiei est dépendant de la production de TA, laquelle est essentielle au développement des symptômes de la maladie. À ce jour, la TA est connue comme un inhibiteur de la synthèse de cellulose. En dépit du rôle fondamental de la cellulose dans la paroi, il a été possible d'adapter des suspensions cellulaires de peuplier hybride ( Populus trichocarpa x Populus deltoides ) à croître et se diviser en présence de concentrations induisant normalement une hypertrophie et une mortalité cellulaire importante. Lors de ce processus d'habituation, les cellules de peuplier ont été cultivées en augmentant progressivement la concentration de TA sur une période de 12 mois. Depuis 4 ans, les cellules habituées à la TA sont désormais maintenues en l'absence de la toxine. Malgré tout, les cellules habituées a la TA sont encore deux fois plus tolérantes à la TA que les cellules non-habituées et sont moins sensibles à deux autres inhibiteurs de la synthèse de cellulose : le dichlobénile et l'isoxabène. En réponse à la TA, les cellules habituées à la TA n'évitent pas la fragmentation de leur ADN nucléaire, une caractéristique de la mort cellulaire programmée qui est observable chez les cellules non-habituées. Cependant, le gonflement cellulaire est quasi absent chez les cellules de peuplier habituées à la TA, suggérant que leur paroi est altérée. En effet, celle-ci contient moins de cellulose cristalline et davantage de composés pectiques. Afin de mieux comprendre comment ces modifications de la paroi confèrent une résistance à la TA, le profil d'expression génique des cellules habituées à la TA a été étudié. Des changements prononcés de leur transcriptome ont été détectés: 403 gènes sont induits et plus de 865 gènes sont réprimés (FC ? 2,5). Les gènes dont l'expression est modifiée sont impliqués dans différents processus incluant la synthèse de la paroi et le métabolisme secondaire. De façon surprenante, aucun gène relié directement à la synthèse de la cellulose n'a une expression modifiée, mais plusieurs gènes impliqués dans la synthèse et le remaniement du réseau des hémicelluloses sont réprimés. Au niveau du métabolisme secondaire, des gènes codant pour des enzymes qui conduisent à la synthèse des monolignols de la lignine, de même qu'à la synthèse des flavonoïdes sont réprimés. Par rapport à la nature même du mécanisme d'habituation à la TA, le nombre important de gènes dont l'expression est modifiée révèle l'implication possible de changements épigénétiques, une hypothèse appuyée par la possibilité de restaurer en partie la sensibilité des cellules habituées à la TA lors d'une exposition prolongée à la lumière. Les cellules habituées à la TA s'avèrent donc un outil utile pour comprendre les mécanismes de tolérance possible face à l'inhibition de la synthèse de cellulose chez les végétaux.