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Larroque, Mathieu. Mécanismes de surveillance de l'intégrité pariétale et rôle dans l'induction des réponses de défense chez les plantes

Larroque, Mathieu (2011). Mécanismes de surveillance de l'intégrité pariétale et rôle dans l'induction des réponses de défense chez les plantes.

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Résumé en francais

Les oomycètes sont des organismes filamenteux eucaryotes distincts phylogénétiquement des champignons, dont la plupart sont phytopathogènes. CBEL est une glycoprotéine pariétale de l'oomycète Phythophthora parasitica, pouvant se lier à la cellulose et induire l'expression de gènes de défense ainsi que la mort cellulaire chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Cette protéine est constituée de deux régions séparées par une région charnière riche en thréonine proline. Chaque région protéique présente un motif de liaison à la cellulose (CBM1) et un motif PAN-Apple impliqué dans des interactions protéines/protéines ou protéines/polysaccharides. Ce travail de thèse visait à décrypter les mécanismes moléculaires impliqués dans la reconnaissance de CBEL par les végétaux. Dans un premier temps, une analyse in silico a permis de dresser le répertoire complet des protéines eucaryotes à motif CBM1. A contrario des champignons, les oomycètes expriment majoritairement des protéines à motifs CBM1 en association avec des domaines non-catalytiques, suggérant un rôle particulier pour ces protéines chez les oomycètes. Bien que la signature protéique des CBM1 d'oomycètes soit distincte de celle des champignons par la position des cystéines impliquées dans le repliement du domaine et la nature des acides aminés aromatiques responsable de la fixation de la cellulose, la modélisation du CBM1 de CBEL a révélé qu'il pouvait s'associer à la cellulose de façon similaire à un CBM1 fongique. Cette étude a montré que les protéines à domaines CBM1 d'oomycètes sont distinctes de celles des champignons, et présentent une histoire évolutive distincte. Dans un second temps, une production en masse de l'éliciteur a été réalisée dans la levure Pichia pastoris. La protéine hétérologue CBEL conserve les activités biologiques de la protéine native, ce qui a permis une approche de criblage de lignées d'A. thaliana pour préciser les mécanismes moléculaires impliqués dans sa reconnaissance. De façon surprenante, les réponses de défenses induites par CBEL chez Arabidopsis sont sujettes à une forte variabilité naturelle. La production d'espèces activées de l'oxygène (ROS) liée à la NADPHoxidase est apparue indépendante de la mise en place de la mort cellulaire. En réponse à CBEL, ces deux voies de signalisations agissent en synergie dans l'activation de l'expression de gènes chez A. thaliana. Enfin, l'utilisation de mutant d'A. thaliana a montré l'implication de récepteurs like kinase tels BAK1/SERK3 dans la réponse à CBEL. Cette étude a permis de proposer un modèle d'interconnexion des voies de défenses en réponse à CBEL chez A. thaliana.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Dumas, Bernard
Gaulin, Elodie
Ecole doctorale:Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (SEVAB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire de Recherche en Sciences Végétales (LRSV), UMR 5546
Mots-clés libres :CBM1 - Oomycètes - Evolution - Mort Cellulaire - Eliciteur - CBEL - Arabidopsis thaliana - Variabilité Naturelle
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :17 Dec 2012 16:52