Topic description
Les champignons nécrotrophes tels que Botrytis cinerea causent d'énormes pertes agricoles dépassant milliards de dollars par an à l'échelle mondiale. Alors que de nombreuses études ont contribué à caractériser le rôle des protéines dans l'interaction plante-pathogène (notamment des récepteurs membranaires et voies de signalisation en aval), des travaux récents ont révélé l'importance des lipides de la membrane plasmique (PM). En effet, les sphingolipides GIPC (glycosyl inositol phospho céramides, lipides de la couche externe de la membrane plasmique faisant face à l'espace extracellulaire) apparaissent comme des acteurs essentiels, mais ont été très peu étudiés du fait de la difficulté à extraire et analyser ces molécules. L'équipe de recherche a travaillé à la mise en évidence du rôle des GIPC dans l'interaction plante-pathogène. Elle a pu montrer que les GIPC servent de récepteur à des toxines cytolytiques appelées NLP (Nep1 like proteins) qui induisent la nécrose des cellules végétales (Lenarčič et al, Science ). D'autre part, une équipe partenaire a mis en évidence que lors de l'interaction plante-pathogène, celui-ci sécrète une phospholipase qui clive les GIPC, relarguant des IPG dans l'espace extracellulaire des cellules végétales. Le rôle de ces IPG est complètement inconnu, parmi les hypothèses de leur mode d'action, les IPG pourraient contribuer à une étape du cycle du pathogène et/ou servir à inhiber les défenses immunitaires de la plante. Enfin, dans la « bataille » entre hôte et pathogène, il a été montré que la toxine NLP du pathogène est ciblée par des protéases végétales et clivée pour former un peptide, nlp20, capable d'activer la réponse immune des cellules végétales et ainsi éviter la propagation de l'infection. L'équipe de recherche a récemment découvert qu'une réduction de 40 % des GIPC chez un mutant d'Arabidopsis thaliana entraîne une diminution de la sensibilité à plusieurs pathogènes nécrotrophes, mais également à d'autres types de pathogènes dont des phytovirus ce qui ouvre la porte à l'étude des conséquences d'une modification génétique du pool de GIPC sur la physiologie de la plante en termes de développement mais aussi d'interaction avec des stress biotiques.
Le travail de thèse vise à élucider les mécanismes moléculaires liés aux GIPC impliqués dans la cinétique de l'interaction plante-pathogène nécrotrophe chez Arabidopsis thaliana et ce, par différentes approches, basées sur l'exploitation de lignées transgéniques modifiées par génétique inverse (utilisation de mutants existants, génération de lignées transgéniques éditées au niveau des gènes de biosynthèse des GIPC par Crispr-Cas9, modification d'expression génique par miRNA inductible… ).
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Necrotrophic fungi such as Botrytis cinerea cause enormous agricultural losses exceeding $ billion annually worldwide. While numerous studies have helped characterize the role of proteins in plant-pathogen interactions (particularly membrane receptors and downstream signaling pathways), recent work has revealed the importance of plasma membrane (PM) lipids. GIPCs (glycosyl inositol phospho ceramides, lipids in the outer layer of the plasma membrane facing the extracellular space) appear to be essential players, but have been little studied due to the difficulty of extracting and analyzing these molecules. The research team worked to highlight the role of GIPCs in plant-pathogen interactions. We were able to show that GIPCs serve as receptors for cytolytic toxins called NLP (Nep1-like proteins), which induce necrosis in plant cells (Lenarčič et al, Science ). On the other hand, a partner team has shown that during plant-pathogen interaction, the pathogen secretes a phospholipase that cleaves GIPCs, releasing IPGs into the extracellular space of plant cells. The role of these IPGs is completely unknown. Among the hypotheses regarding their mode of action, IPGs could contribute to a stage in the pathogen's cycle and/or serve to dampen the plant's immune defenses. Finally, in the “battle” between host and pathogen, it has been shown that the pathogen's NLP toxin is targeted by plant proteases and cleaved to form a peptide, nlp20, capable of activating the immune response of plant cells and thus preventing the spread of infection. The research team recently discovered that a 40% reduction in GIPCs in an Arabidopsis thaliana mutant leads to decreased susceptibility to several necrotrophic pathogens, but also to other types of pathogens, including phytoviruses. This opens the door to studying the consequences of genetic modification of the GIPC pool on plant physiology in terms of development and interaction with biotic stresses.
The thesis aims to elucidate the molecular mechanisms related to GIPCs involved in the kinetics of plant-necrotrophic pathogen interaction in Arabidopsis thaliana using various approaches based on the exploration of transgenic lines modified by reverse genetics (use of existing mutants, generation of transgenic lines edited at the level of GIPC biosynthesis genes by Crispr-Cas9, modification of gene expression by inducible miRNA, etc.).
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Début de la thèse : 01/10/
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