Caractérisation fonctionnelle du gène NtLRP1 du tabac : Un régulateur négatif de la mort hypersensible

Functional characterization of the tobacco gene NtLRP1 : A purative modulator of the hypersensitive cell death

• Auteur / Autrice : Alban Jacques
• Direction : Serge Kauffmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine fluorescente verte

Plantes -- Régulation génétique

Nicotiana tabaccum

Plantes -- Moyens de défense

Résumé

La réaction d’hypersensibilité (HR) est l’un des mécanismes de défense les plus efficaces dont dispose la plante pour lutter contre l’attaque d’agents pathogènes. Phénotypiquement, la HR correspond au suicide des cellules situées au niveau du site d’infection. Dans les cellules adjacentes, on observe une forte induction de toute une batterie de gènes de défense. Cette zone correspond à la résistance locale acquise (LAR). Ce phénomène est intimement lié à la HR. Il ne peut y avoir de LAR sans HR. Les phénomènes HR et LAR empêchent la propagation de l’agent pathogène. Des gènes potentiellement impliqués dans l’induction du phénomène LAR doivent avoir une expression HR-spécifique. Des gènes ayant ce type de profil d’expression peuvent être aussi impliqués dans l’induction et l’exécution de la HR. L’objectif de ce travail a été la caractérisation fonctionnelle du gène candidat NtLRP1, présentant une expression HR spécifique, dans l’induction du phénomène LAR et l’exécution de la HR par des approches perte et gain de fonction. Le gène NtLRP1 a été obtenu par un crible permettant la sélection d’ESTs (expressed sequence tag) présentant des expressions HR-spécifiques. Ce gène code une protéine de type LRP (leucine-rich protein) présentant un peptide signal, un domaine leucine zipper (LZ), un domaine riche en leucines (LRR) ainsi qu’un domaine riche en proline. Nous avons montré que le gène présente une expression HR-spécique indépendamment de l’inducteur (viral, bactérien ou éliciteur fongique). La protéine NtLRP1 couplée à la GFP (green fluorescent protein) est localisée au niveau du réticulum endoplasmique. Nous avons montré que l’extinction de l’expression de ce gène n’altère pas la mise en place des phénomènes HR et LAR. La modification de la mise en place du phénomène HR lors d’une surexpression du gène NtLRP1, révèle que celui-ci jouerait un rôle de régulateur négatif du phénomène HR.

The hypersensitive reaction (HR) is one of the most efficient plant defense mecanisms against pathogens. Phenotypicelly, HR correspond to the suicide of cells in the infection site. In the area directly around the HR, an high induction of defense genes is observed. This phenomenon was called localized acquired resistance (LAR). LAR is tightly connected to the HR. The HR involves the induction of LAR. HR and LAR phenomenons restrict pathogen propagation. Genes potentially implicated in the induction of LAR must have HR specific pattern of expression. Genes with that kind of induction profile could also play a role in the execution of the HR. Objective of that work was to functionally characterize the candidate gene NtLRP1, with HR-specific pattern of expression, in the induction and the regulation of HR and LAR phenomenon by loss and gain-of-function approaches. NtLRP1 was selected from a screen described to isolate EST (expressed sequence tag) with HR specific expression. This gene encode a leucine-rich protein (LRP). This protein contains a signal peptide, a leucine zipper (LZ) domain, a leucine-rich repeat domain (LRR) and a proline rich region. We show that NtLRP1 gene present an HR specific expression independently of the HR inducer (virus, bacteria or fungal elicitor). NtLRP1 protein coupled with GFP (green fluorescent protein) localizes in the endoplasmic reticulum. Loss-of-function experiments revealed that extinction of NtLRP1 expression does not affect HR and LAR phenomenons. Gain-of-function experiments by transient overexpression of NtLRP1 affect the HR suggesting that NtLRP1 could play a role as a modulator of the hypersensitive cell death.