Le rôle de l'extinction génique post-transcriptionnelle dans la défense induite par la reconnaissance de la protéine virale P19 comme éliciteur Nicotiana tabacum xanthi

• Main Author: Dufour, Vanessa
• Other Authors: [non identifié]
• Language: French
• Published: Université de Sherbrooke 2008
• Online Access: http://hdl.handle.net/11143/5736

Au cours de leur évolution, les plantes ont élaboré des mécanismes de défense afin de se protéger contre les microorganismes--virus, bactéries et champignons potentiellement pathogènes--auxquels elles sont sans cesse exposées. Lorsqu'une plante est contrainte de lutter contre des agents pathogènes, elle active de concert plusieurs mécanismes afin de limiter ou d'empêcher la prolifération des protagonistes impliqués. La défense induite par la reconnaissance des éliciteurs et l'extinction génétique post-transcriptionnelle (EGPT ou «RNA silencing») figurent parmi les défenses induites, lesquelles nous intéressent plus particulièrement. La reconnaissance de molécules élicitrices permet à la plante infestée d'élaborer des réponses de défense adaptées à l'agent pathogène rencontré. Ces défenses incluent, entre autres, l'accumulation de protéines PR («pathogenesis-related proteins»), et de métabolites secondaires (ex.: phytoalexines) ainsi que la réaction hypersensible (RH). La RH est caractérisée par une mort cellulaire locale au point d'infection qui vise essentiellement à restreindre la progression de l'envahisseur. L'extinction génétique post-transcriptionnelle est un moyen de défense antiviral efficace où le matériel génétique d'un virus à ARN est directement utilisé par les plantes pour cibler la dégradation du génome de ces envahisseurs. La spécificité de ce mécanisme est en fait très large puisqu'elle est dictée par l'agent infectieux lui-même. Ainsi, lorsqu'un intermédiaire d'ARNdb viral--la molécule-clé de ce processus--est reconnu par une enzyme Dicer, il est hydrolysé en petits ARNs d'interférence (siARN) doubles brins (db) de 21-25 nucléotides. Ceux-ci sont alors pris en charge par le complexe enzymatique «RNA-induced silencing complex» (RISC) qui effectue, en raison de ses activités hélicase et ARNase, la dégradation séquence-spécifique de l'ARN viral. Au cours de l'évolution, plusieurs composantes virales dédiées à la suppression de l'EGPT sont apparues. Parmi ces suppresseurs figure la protéine P19 des Tombusvirus. P19 présente un intérêt particulier puisqu'elle supprime l'EGPT en séquestrant les siARNs doubles brins--empêchant leur incorporation dans le complexe RISC--et est essentiel à la propagation de l'infection chez de nombreuses plantes, dont Nicotiana benthamiana et Arabidposis thaliana. En revanche, elle induit une réaction de type hypersensible spécifiquement chez N. tabacum xanthi et quelques autres variétés de tabac. La séquestration des petits ARNdb par P19 et la dimérisation de P19 sont indispensables à son activité de suppression de l'EGPT. Les acides aminés responsables des interactions entre les petits ARNdb et P19, notamment les résidus tryptophane 39 et 42, ont été identifiés auparavant et semblent également essentiels à l'activité élicitrice de P19. Nous avons émis l'hypothèse selon laquelle les siRNAs seraient nécessaires à l'activité élicitrice de P19 chez N. tabacum xanthi. Ce travail montre que les acides aminés de P19 impliqués dans l'interaction avec les extrémités du duplex de siARN et les acides aminés périphérique qui stabilisent ces interactions sont requis pour la reconnaissance de la protéine virale P19 en tant qu'éliciteur. Des mutations de ces acides aminés abolissent la reconnaissance de P19. En outre, la prévalence des siARN dans la plante, laquelle détermine la proportion de dimères de P19 liant des siARNs, module les réponses de défense induites par P19. Nous avons utilisé des plantes transgéniques exprimant P19 sous promoteur inductible au dexaméthasone en combinaison avec d'autres suppresseurs qui affectent la disponibilité des siARNs en les séquestrant, en réduisant leur production ou en les modifiant. Une réduction de la disponibilité des siARN dans la plante compromet l'apparition de la réaction hypersensible et l'accumulation des protéines PR chez le tabac en réponse à P19. À l'opposé, l'expression transitoire par agroinfiltration d'un précureur de siARN, menant à une surproduction de siARN dans la plante, accroît la vitesse d'apparition de la RH. Ce projet montre pour la première fois l'existence d'un dialogue dans lequel l'EGPT active la résistance induite par les éliciteurs.