ERA-CAPS - Appel Europe-USA pour renforcer la recherche transnationale en biologie moléculaire végétale

Rôle des vésicules extra cellulaires dans les interactions plantes microbes – Exosomes

Rôle des vésicules extracellulaires dans les interactions plantes-microorganismes

Les exosomes sont de petites vésicules extracellulaires (VEs) sécrétées par les cellules par la fusion des “multivesicular bodies’ (endosomes) avec la membrane plasmique. Bien qu'ils soient impliqués dans le transport intercellulaire de petites ARNs (sRNA) et de protéines chez les animaux et les plantes, on en sait très peu sur la composition ou les éventuelles fonctions des VEs dans les champignons filamenteux.

L’objectif est de comprendre ce que contiennent les VEs, comment elles sont produites et quel est leur rôle dans les interactions plantes-microorganismes.

Le projet ERA-CAPS 'Exosomes' implique une collaboration avec Roger Innes (coordinateur, Université de l'Indiana, Etats-Unis), Blake Meyers (Danforth Plant Science Center, Etats-Unis) et Hans Thordal-Christensen (Université de Copenhague, Danemark). Comme systèmes expérimentaux, nous utilisons Arabidopsis thaliana infecté par Colletotrichum higginsianum et Medicago truncatula infecté par C. destructivum. Nos collaborateurs se concentrent en particulier sur les VEs des plantes : (a) L'impact des pathogènes sur la teneur en protéines et en sRNA des VEs végétaux ; (b) La localisation des sRNA végétaux sur les sites d'infection ; (c) L'identification des gènes végétaux impliqués dans la biogenèse des VEs. Chez BIOGER, nous nous concentrons en particulier sur les VEs fongiques : a) Mise au point de procédures pour isoler les VEs de Colletotrichum en culture in vitro et l’analyse de la composition en protéines et en sRNA de ces VEs (avec les laboratoires dirigés par R. Innes et B. Meyers). b) La biologie et la dynamique cellulaires de la formation fongique des VEs, à l'aide de protéines spécifiques fusionnées à des protéines fluorescentes pour la microscopie confocale. c) Analyse de la biogénèse et de la libération des VEs aux interfaces plantes-champignons par microscopie électronique à transmission. d) Caractérisation du phénotype des mutants végétaux affectés dans le trafic/sécrétion de vésicules lors de l'infection par des pathogènes fongiques adaptés et non adaptés (avec les laboratoires dirigés par H. Thordal-Christensen et R. Innes).

La combinaison de l'ultrafiltration, de l'ultracentrifugation et de la chromatographie d'exclusion stérique permet d'isoler les VEs de toute une gamme de types de cellulaires fongiques. Les détails des méthodes seront présentés dans le rapport final, après publication. La qualité de la préparations des VEs est évaluée à l'aide d'une analyse de suivi des nanoparticules et d'une coloration TEM négative. La composition des vésicules isolées est ensuite déterminée par des analyses de protéomique et le séquençage des petits ARN. Différentes protéines potentiellement spécifiques des EVs sont marquées avec des protéines fluorescentes pour la microscopie confocale et super-résolution. La congélation à haute pression et la cryo-substitution sont utilisées pour préparer les cellules et les tissus à la microscopie électronique à transmission de la biogenèse et de la libération des VEs aux interfaces plantes-fongiques.

Les résultats seront présentés dans le rapport final, après publication.

Les perspectives futures du projet seront présentées dans le rapport final.

La production scientifique et les brevets seront présentés dans le rapport final.

Coordination du projet

Richard O'Connell (UMR Biologie et Gestion des Risques en Agriculture, INRA)

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

BIOGER UMR Biologie et Gestion des Risques en Agriculture, INRA

Aide de l'ANR 199 508 euros
Début et durée du projet scientifique : avril 2018 - 36 Mois

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