Activités Nucléaires de Récepteurs de l'Immunité associé à l'ADN – RADAR

L’immunité innée chez les plantes, comme chez les animaux repose sur l’expression de récepteurs protéiques reconnaissant les organismes pathogènes. Ces récepteurs (appelés PRRs, pour Pattern Recognition Receptors) perçoivent des molécules communes aux pathogènes (PAMPs pour pathogen-associated molecular patterns) et induisent un premier niveau de résistance nommée PTI (Pattern-Triggered Immunity). L’impact du pathogène est également perçu à l’intérieur de la cellule par des familles de récepteurs intracellulaires, les NLRs (pour Nucleotide-binding/Leucine-rich-repeat Receptors). Les NLRs de plantes reconnaissent des facteurs de virulence, ou effecteurs, délivrés dans les cellules hôtes pour bloquer la PTI. Les NLRs sont alors de véritables commutateurs moléculaires, activés via la reconnaissance du pathogène induisant des changements conformationnels. Le contrôle de ces mécanismes et le relai vers la mise en place de l’immunité restent mystérieux. Ils sont cruciaux pour empêcher l’auto-immunité, délétère pour le développement. Le but de ce projet est d’élucider la dynamique chromatinienne mise en jeu lors de l’ETI, contrôlée par une paire de NLRs, RRS1-R (RESISTANCE TO RALSTONIA SOLANACEARUM1) et RPS4 (RESISTANCE TO PSEUDOMONAS SYRINGAE4) permettant une résistance à plusieurs pathogènes dont la bactérie du sol Ralstonia solanacearum exprimant un effecteur de type 3 (T3E), PopP2, et Pseudomonas syringae pv pisi, une bactérie foliaire secrétant un autre T3E, AvrRps4.

Des analyses structurales et moléculaires suggèrent que RRS1/RPS4 forment un hétéro dimère passant d’une forme pré-activée à activée via la reconnaissance de PopP2 ou AvrRps4. Récemment P1 (Deslandes) et P2 (Parker) ont élucidé les mécanismes d’activation par PoP2.

PopP2 acétyle un résidu Lysine dans le domaine WRKY de liaison à l’ADN de RRS1-R.. Cette acétylation abolit la fixation du récepteur sur l’ADN et déclenche l’immunité dépendante de RPS4. PopP2 acétyle de la même manière d’autres facteurs de transcription de la famille WRKY, les dissociant ainsi de l’ADN et les empêchant de réguler l’expression de gènes de défense. Ainsi, pour PopP2, RRS1-R est un leurre directement associé à l’ADN qui convertit un mécanisme essentiel à la virulence de la bactérie en déclencheur de l’immunité (Cell, sous presse).

La mise en place de l’immunité activée par RRS1-R/RPS4 dépend de EDS1 (ENHANCED DISEASE SENSITIVITY1), un régulateur nucléaire de la PTI/ETI, qui interagit avec PAD4 (PHYTOALEXIN DEFICIENT4) ou SAG101 (SENESCENCE ASSOCIATED GENE1) et avec plusieurs TNL, en particulier RPS4.

Les partenaires P2 et P3 (Niefind) ont récemment résolu la structure du complexe EDS1/SAG101 et peuvent ainsi expliquer l’importance des complexes EDS1-PAD4 or EDS1-SAG101 dans l’ETI et la PTI. EDS1 est un candidat privilégié à la transmission d’un signal direct vers la reprogrammation de l’expression des gènes de défense, suite à l’activation du complexe RRS1/RPS4 sur la chromatine. Nous postulons que RRS1-R ancre un complexe RRS1-R/RPS4/EDS1 sur des sites particuliers de la chromatine, créant un contexte chromatinien favorable à la reprogrammation transcriptionnelle lors de l’ETI. Les activités de AvrRps4 et PopP2 pourraient converger vers un carrefour chromatinien gardé par un complexe immun qui, une fois délogé de l’ADN, induirait l’activation des voies de résistance. Dans ce contexte les partenaires P1, P2 and P3 rassemblent des savoir faire complémentaires et le matériel nécessaire pour décrypter la dynamique des NLR sur l’ADN à travers des approches de génétique moléculaire, de génomique et d’analyses structurelle/biophysiques. Ce projet doit combler d’importantes lacunes dans la compréhension des mécanismes de signalisation en aval de l’activation de complexes de NLRs qui orchestrent une reprogrammation transcriptionnelle aboutissant à l’immunité