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Rôle des peptides spécifiques des nodosités de Medicago dans la différentiation terminale des bactéroïdes fixateurs d?azote – nsPEPbac

Résumé de soumission

La symbiose des plantes légumineuses avec les bactéries fixatrices d?azote de la famille des Rhizobiacées a une grande importance économique et écologique. Cette symbiose engendre la formation d?un nouvel organe, la nodosité racinaire, au sein desquelles les bactéries réduisent l?azote atmosphérique en ammonium assimilable par la plante. Des millions de bactéries fixatrices d?azote, nommées bactéroïdes, sont présentes dans les cellules végétales symbiotiques des nodosités. Chez la légumineuse modèle Medicago truncatula, les bactéroïdes subissent de nombreuses modifications morphologiques et cellulaires lors de leur différentiation comme une augmentation de leur perméabilité membranaire et une endoreduplication de leur génome engendrant un grossissement cellulaire important. Les bactéroïdes perdent aussi leur capacité de division et correspondent donc à un stade terminal de différentiation bactérienne. Nous avons précédemment démontré dans le cadre d?un projet ANR blanc 2005 (Nod-anti-mic) que, chez M. truncatula, les cellules symbiotiques nodositaires produisent des centaines de peptides spécifiques des nodosités (nsPEP) qui induisent la différentiation terminale en bactéroïdes chez Sinorhizobium meliloti. Nous avons trouvé que les nsPEP sont transportés vers les bactéroïdes via la voie de sécrétion des cellules végétales infectées et que certains nsPEP sont localisés au niveau du cytosol des bactéroïdes indiquant l?existence de cibles intracellulaires bactériennes. Ces peptides induisent in planta la différentiation en bactéroïdes et certains peptides purifiés peuvent induire in vitro des événements cellulaires caractéristiques de la différentiation bactéroïdienne. Cependant, les mécanismes moléculaires impliqués dans l?action de ces peptides sur les endosymbionts sont inconnus. Les questions, auxquelles ce projet tend à répondre, sont donc les suivantes : Avec quelles fonctions bactériennes interfèrent ces nsPEP? Quelle est la diversité de leurs fonctions? Agissent-ils exclusivement comme des inhibiteurs de fonctions cellulaires ou ont-ils également un rôle d?inducteur ou de signal lors de la différenciation bactéroïdienne? Puisque les cellules symbiotiques produisent plusieurs centaines d'entre elles, les nsPEP ont probablement de multiples effets sur les bactéries endosymbiotiques. La régulation de la cytokinèse des bactéries est l?une de leurs actions prédictibles, mais aussi une interférence avec la synthèse des structures de surface ou avec le métabolisme carboné/azoté bactérien afin d?améliorer l'efficacité de la fixation d'azote. Sont-ils aussi en partie responsables du stress oxydatif qui affecte les bactéroïdes ? Ce projet porte ainsi sur la symbiose. Mais il sera également important pour comprendre la fonction de peptides antimicrobiens en générale et permettra aussi d'évaluer si ces nsPEP peuvent avoir des applications thérapeutiques en qualité de nouveaux antibiotiques. Le plan de travail consiste en une approche protéomique pour identifier les peptides associés aux étapes précoces et tardives de la différenciation bactéroïdienne, ceux localisés dans le cytoplasme des bactéroïdes ou ceux ancrés aux membranes bactéroïdiennes. L'activité des principaux peptides intracellulaires sera étudiée. Les cibles des peptides candidats seront identifiées chez S. meliloti grâce à des multiples approches. L'analyse transcriptomique permettra d'identifier les gènes de S. meliloti induits par les nsPEP. Le criblage génétique d?une population de mutants et les tests sur les mutants des gènes candidats permettront d'identifier les mutants présentant une sensibilité modifiée aux nsPEP. Les protéines de S. meliloti interagissant directement avec les nsPEP seront identifiées biochimiquement. L?exploitation de ces données combinées mènera à l'identification des réseaux de gènes affectés par les nsPEP, réseaux qui seront expérimentalement confirmés.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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