Identification des cibles de l'effecteur de type III PopP2, impliquées dans un complexe de perception R/Avr – PERCEPtome

L’immunité induite par un effecteur dépend d’un événement de reconnaissance faisant intervenir les produits des gènes de résistance (R) et d’avirulence (Avr) présents chez la plante et l’agent pathogène correspondant. De nombreux travaux illustrent la participation de multiples composantes végétales dans l’élaboration de complexes de perception ou « résistasome », qui, pour certains, se forment au niveau du noyau de la cellule végétale. En dépit de nombreux efforts, l’identification de telles composantes demeure très parcellaire. Le résistasome impliqué dans la réponse immune d’Arabidopsis thaliana vis-à-vis de la bactérie phytopathogène Ralstonia solanacearum fait intervenir au moins 3 partenaires : la protéine de résistance RRS1-R, la protéine d’avirulence PopP2 ainsi que RD19, une protéine à cystéine adressée à la vacuole. RRS1-R est une protéine de résistance atypique qui associe les domaines TIR-NBS-LRR (communs à d’autres protéines de résistance) à un domaine de liaison à l’ADN de type WRKY. Cette particularité structurale fait de RRS1-R un récepteur directement couplé à un facteur de transcription permettant la régulation de gènes cibles. Au même titre que RRS1-R, la protéine RD19 constitue le second exemple de protéine interagissant avec PopP2 (PIP) dont la relocalisation nucléaire est provoquée par cet effecteur. L’activation d’un complexe pré-immun entre les protéines RRS1-R et PopP2 fait donc vraisemblablement intervenir d’autres composantes.
Un criblage de type double hybride nous a récemment permis d’identifier d’autres protéines PIP candidates (PIP2 à PIP5). Ces protéines pourraient correspondre à (i) des protéines ciblées par PopP2 gardées par RRS1-R ou (ii) des composantes directement impliquées dans l’élaboration d’un complexe de perception RRS1-R/PopP2 actif.
La validation et la caractérisation fonctionnelle de protéines PIPs constitue l’un des objectifs majeurs de ce projet. Leur contribution respective dans la formation du résistasome RRS1-R/PopP2 ainsi que dans la réponse phénotypique de la plante vis-à-vis de Ralstonia sera étudiée par le biais de différentes approches.
Le second aspect très prometteur de ce projet concerne la caractérisation de l’activité enzymatique de PopP2. En effet, PIP3, l’un des interacteurs de PopP2, s’est avéré être acétylé par PopP2. Jusqu’à présent, aucun effecteur de bactéries phytopathogène n’a été décrit comme présentant une telle activité. A l’exception des mécanismes de modifications d’histones et de réparation de l’ADN, l’impact de l’acetylation sur d’autres processus nucléaires notamment impliqués dans l’immunité des plantes n’est pas connu. A ce jour, PIP3 constitue le premier exemple d’une protéine de l’hôte végétal qui est acétylée par un effecteur bactérien. PopP2 constitue ainsi un effecteur modèle permettant d’étudier le rôle de cette modification post-traductionnelle dans la régulation de la réponse immune végétale. L’étude de l’activité d’acétyltransférase de PopP2 sur ses interacteurs sera entreprise aussi bien in vitro qu’in vivo. L’identification des résidus Lysine qui sont acétylés ainsi que leurs rôles dans la résistance médiée par RRS1-R sera réalisée. Cette analyse sera complétée par une approche protéomique sans a priori visant à identifier le répertoire de cibles végétales d’Arabidopsis acétylées par PopP2.
Ce projet devrait permettre de progresser significativement dans la compréhension des mécanismes de perception d’un agent pathogène par la plante et dans l’élucidation des stratégies développées par le micro-organisme pour manipuler la réponse immune.