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Stage:16
From Master 2 Recherche Biosciences Végétales
Laboratoire d'accueil : Surfaces Cellulaires et Signalisation chez les Végétaux (UMR UPS-CNRS 5546)
Equipe d'accueil : Effecteurs Microbiens
Encadrant(e)(s) : Dumas bernard 0562193503 mail: dumas@scsv.ups-tlse.fr
Les plantes sont capables de percevoir de nombreuses molécules émises par les microorganismes et de mettre en place des réactions de rejet. Il est maintenant établi que des récepteurs spécifiques sont directement impliqués dans la perception de motifs moléculaires associés aux molécules microbiennes (MAMP : Microbial Associated Molecular Pattern). De façon analogue aux systèmes animaux, une voie indirecte de perception d'organismes pathogènes fait intervenir la notion du "soi-altéré" et la production de motifs moléculaires spécifiques (DAMP : Damage Associated Molecular Pattern). Le projet que nous proposons concerne l'étude des mécanismes de perception et de réponse à une catégorie de peptides produits par de nombreux champignons, et en particulier par les champignons du genre Trichoderma, regroupé sous le nom de "peptaibols" (Letgeb et al., 2007). Les peptaibols sont des peptides issus du métabolisme secondaire et contenant des acides aminés non retrouvés dans les protéines, comme l'acide ?-amino-isobutyrique. Ces peptides ont la propriété de s'assembler pour former des structures capables de former des canaux membranaires voltage-dépendant spécifiques des ions monovalents (Cafiso, 1994). Des travaux menés sur le haricot et Arabidopsis ont montré que ces composés induisent certaines réponses de défense, en particulier la production de composés volatiles comme le méthyljasmonate et le méthylsalicylate (Engelberth et al., 2001; Chen et al., 2003). Une première étude menée dans notre équipe sur une collection de plusieurs dérivés de peptaibols a confirmé leur activité élicitrice sur Arabidopsis en particulier leur capacité à induire l'expression d'un gène de protéine PR (Pathogenesis Related).
L'objectif du stage est d'étudier l'activité biologique des peptaibols en utilisant Arabidopsis thaliana comme plant modèle. Pour atteindre cet objectif, il s'agira d'étudier :
- l'expression de gènes marqueurs dépendant des voies principales de signalisation régulant l'immunité végétale (acide salicylique, acide jasmonique, éthylène) après traitement des plantes.
- l'activité des peptaibols sur des mutants affectés dans ces voies de signalisation.
- les relations entre la structure des peptaibols et leur activité. Cette partie des travaux sera effectuée en collaboration avec une équipe capable de réaliser la synthèse chimique de ces composés, afin de déterminer les éléments clé de leur activité.
L'ensemble de ces travaux devrait conduire à une meilleure compréhension d'une famille originale d'éliciteurs et à définir de nouveaux produits potentiellement utilisables dans l'agriculture pour protéger les plantes contre les microorganismes pathogènes.
Chen, F., D'Auria, J.C., Tholl, D., Ross, J.R., Gershenzon, J., Noel, J.P. and Pichersky, E. (2003) An Arabidopsis thaliana gene for methylsalicylate biosynthesis, identified by a biochemical genomics approach, has a role in defense. Plant J, 36, 577-588.
Engelberth, J., Koch, T., Schuler, G., Bachmann, N., Rechtenbach, J. and Boland, W. (2001) Ion channel-forming alamethicin is a potent elicitor of volatile biosynthesis and tendril coiling. Cross talk between jasmonate and salicylate signaling in lima bean. Plant Physiol, 125, 369-377.
Leitgeb, B., Szekeres, A., Manczingerc, L., Vagvçlgyic, C. and Kredics, L. (2007) The history of alamethicin: a review of the most extensively studied peptaibol. Chemistry and Biodiversity, 4, 1027-1051.