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Stage:15
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes (LIPM) CNRS-INRA BP 52627 )
Equipe d'accueil : Yves MARCO , Dominique ROBY
Encadrant(e)(s) : Laurent Deslandes
Ralstonia solanacearum est l’agent du flétrissement bactérien, qui affecte près de 200 espèces végétales. Cette bactérie d’origine tellurique, pénètre dans la plante-hôte au niveau du système racinaire. Un système de sécrétion/injection de type III permet à la bactérie d’injecter plus d’une cinquantaine d’effecteurs dans la cellule végétale. Chez Arabidopsis thaliana, la résistance à certaines souches de Ralstonia solanacearum est conférée par la protéine de résistance RRS1-R qui présente une structure modulaire associant certains domaines communs à de nombreuses protéines de résistance (domaines TIR-NBS-LRR) à un domaine d’activation transcriptionnelle de type WRKY. La résistance médiée par RRS1-R dépend de la présence de la protéine PopP2, effecteur de type III. Un adressage nucléaire de RRS1-R conditionné par la présence de PopP2 ainsi qu’une interaction physique directe au niveau du noyau entre ces 2 protéines sont des caractéristiques qui confèrent à ce couple R/Avr une très forte singularité et qui en font un outil moléculaire unique pour l’étude des mécanismes de perception plante-agent pathogène (Deslandes et al., 2003).
PopP2 appartient à la famille YopJ/AvrRxV de protéases à Cystéine qui ont en commun la présence d’une triade catalytique responsable de leur activité enzymatique. L’activité enzymatique de PopP2 semble nécessaire à sa reconnaissance par RRS1-R puisque la mutation de chacun des 3 résidus de sa triade catalytique compromet sa fonction d’avirulence. D’un point de vue mécanistique, PopP2 pourrait fonctionner de façon similaire à l’effecteur YopJ de Yersinia pestis, ce dernier s’apparentant à une acétyltransférase. Plusieurs résultats expérimentaux indiquent que PopP2 serait capable d’acétyler au moins une de ses cibles. Parmi les différentes cibles de PopP2 identifiées au cours d’un criblage d’une banque racinaire d’ADNc d’Arabidospis, figure un facteur de transcription à homéodomaine baptisé ATHB7. Cette protéine, à l’instar de PopP2 est adressée au niveau du noyau, organelle où ces deux partenaires semblent interagir. ATHB7 constitue un interacteur candidat particulièrement intéressant puisque (i) ce dernier conduit à une accélération du turn-over de l’effecteur bactérien lors d’une coexpression in planta et (ii) ATHB7 interagit avec la protéine PIP3, une autre cible de PopP2. Ces observations suggèrent l’existence de complexes multiprotéiques ou « Résistasomes » aux seins desquels, selon le récent modèle de "garde", la protéine de résistance protégerait une (des) cible(s) végétale(s) de certaines modifications induites par la protéine d’avirulence (phosphorylation, acétylation…).
L’objectif du stage proposé consistera à caractériser plus finement l’interaction moléculaire entre PopP2 et ATHB7 par le biais d’approches de type double hybride, co-immunoprécipitations ou encore de FLIM. La cible ATHB7 pourrait constituer un substrat de l’activité acétyltransférase de PopP2 ou bien encore moduler son activité. Ces hypothèses seront étudiées grâce à des expériences de co-expression réalisées in planta et chez E. coli. Enfin, la caractérisation de plantes altérées dans le niveau d’expression de ATHB7 (surexpresseurs, RNAi) permettra de déterminer dans quelle mesure ce facteur de transcription pourrait être impliqué dans la modulation de la réponse phénotypique vis-à-vis de Ralstonia.
Ce projet devrait à terme, apporter des éléments de réponse significatifs en ce qui concerne les différentes stratégies d’infection et de défense développées respectivement par l’agent pathogène et la plante hôte.