Dynamique des marques épigénétiques dans les cellules hôtes infectées et subversion de l'épigénome par le pathogène. – EPICLIPSE

Les plantes ont développé une immunité innée qui repose sur la reconnaissance de molécules produites par les agents pathogènes. Une conséquence majeure de la reconnaissance est une reprogrammation transcriptionnelle rapide et massive des gènes de défense qui implique des changements dans la composition de la chromatine et son remodelage. Néanmoins, nous sommes loin de comprendre les événements de remodelage de la chromatine qui sont associés soit au développement de la maladie, soit à l'activation de l'immunité des plantes. De plus, du point de vue d'un agent pathogène, la reprogrammation de l'épigénome par des pathogènes bactériens représente une stratégie de virulence puissante pour prendre le contrôle de l'expression génique de l’hôte, bien que les mécanismes sous-jacents demeurent encore mal caractérisés. Une autre question inexplorée est de savoir comment les changements de chromatine qui se produisent à une certaine distance du site d'infection peuvent contribuer à la mémoire du stress biotique. Ce projet très innovant et ambitieux vise à étudier pour la première fois et de manière cellule spécifique les événements de remodelage de la chromatine qui sont associés soit au développement de la maladie, soit à l'activation de l'immunité en réponse à un bioagresseur bactérien. Le flétrissement bactérien causé par Ralstonia solancearum est l'une des maladies bactériennes les plus destructrices en raison de son extrême agressivité, de sa distribution géographique mondiale et de sa large gamme d'hôtes (plus de 200 espèces végétales dont les Solanacées, incluant la tomate). L'effecteur PopP2 de Ralstonia cible plusieurs facteurs de transcription défensifs WKRY (TF) pour bloquer leurs fonctions trans-régulatrices nécessaires à l'expression des gènes de défense, inhibant ainsi la résistance basale. PopP2 cible également divers lecteurs épigénétiques et les dissocie de la chromatine. Par conséquent, il représente un outil puissant pour étudier l'interférence d’un effecteur bactérien sur l'épigénome de l'hôte. En utilisant des technologies de pointe et des approches expérimentales (GFP strand, INTACT, RNA-seq, ChIP-seq, Hi-ChIP), nous tenterons de répondre aux questions suivantes : (1) Comment l'effecteur PopP2 affecte-t-il l'épigénome de l'hôte ? Pour cela, nous allons étudier comment les réponses du transcriptome peuvent être liées à la dynamique de la chromatine influencée par PopP2 qui inhibe la résistance basale ou active des réponses immunitaires chez des plantes d’Arabidopsis sensibles et résistantes, respectivement. (2) Quels sont les changements chromatiniens induits par Ralstonia solanacearum dans les cellules infectées d'Arabidopsis et de tomate ? Cette analyse sera effectuée dans des cellules infectées isolées afin d'obtenir la résolution nécessaire. En outre, nous aimerions étudier comment les cellules méristématiques réagissent à l'infection par Ralstonia et si des caractéristiques chromatiniennes particulières façonnent la réponse de résistance des plantes aux attaques pathogènes ultérieures (priming). (3) La résistance aux maladies peut-elle être améliorée en manipulant les processus épigénétiques ? Pour évaluer le rôle des modifications chromatiniennes particulières dans la réponse d'Arabidopsis et de la tomate à Ralstonia, nous utiliserons la génétique inverse (insertions d'ADN-T, édition du génome VIGS ou CRISPR) et des approches de surexpression. Dans l'ensemble, ce projet devrait fournir des renseignements clés sur la pathogenèse microbienne et révéler d'importants mécanismes épigénétiques régulateurs de l'immunité des plantes. Les connaissances acquises seront exploitées pour déterminer comment les mécanismes épigénétiques peuvent être manipulés pour moduler la réponse des plantes à l'infection microbienne. L'objectif à long terme de cette proposition de recherche est d'améliorer les stratégies actuelles de gestion des maladies.