Thèse soutenue

Rôle d’un suppresseur endogène de RNAi dans le développement de la plante et ses interactions avec les pathogènes
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Auteur / Autrice : Hayat Sehki
Direction : Hervé Vaucheret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie
Date : Soutenance le 16/12/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
Laboratoire : Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles ; 2010-....)
Jury : Président / Présidente : Martin Crespi
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Voinnet, Julio Saez-Vasquez, Stéphanie Pflieger, Cécile Bousquet-Antonelli
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Voinnet, Julio Saez-Vasquez

Mots clés

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Résumé

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Le Post-Transcriptional Gene Silencing (PTGS) est un mécanisme dirigé contre les acides nucléiques invasifs endogènes (transposons) et exogènes (pathogènes, transgènes). Dans le cas des virus, le PTGS peut s’attaquer aux ARNs double-brin (dsRNAs) intermédiaires de la réplication virale et aux ARNs simple-brin viraux, mais il est souvent inhibé par des protéines virales appelées Viral Suppressor of RNAi (VSR). Chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, une enzyme appelée RNase THREE-LIKE 1 (RTL1) est induite en réponse à l'infection virale et détruit les dsRNAs de manière non sélective. Cette enzyme devrait assurer à la plante une seconde ligne de défense en clivant les dsRNAs viraux, mais les VSR qui inhibent le PTGS inhibent généralement RTL1, indiquant que les virus ont mis en place des outils capables de combattre simultanément ces deux mécanismes de défense. Toutefois, un virus, le Turnip yellow mosaic virus (TYMV), est incapable d’inhiber RTL1 et semble même tirer profit de RTL1 pour réussir à infecter A. thaliana (Shamandi et al., 2015).Au cours de cette thèse, nous avons approfondi l’étude de l’interaction Arabidopsis-TYMV. Nous avons montré que le TYMV est incapable d’inhiber l’exécution du PTGS, mais est toutefois capable d’inhiber l’étape d’amplification du PTGS. Cette action est due à la protéine virale P69, et nous avons montré que P69 est retrouvée dans des corpuscules cytoplasmiques appelés siRNA-bodies qui sont le siège de l’amplification du PTGS. Par ailleurs, nous avons généré des mutants rtl1 et montré que l’absence de RTL1 retarde l’infection par le TYMV et augmente la quantité de siRNAs dirigés contre le virus, tandis que la surexpression de RTL1 favorise l’infection et inhibe la production des siRNAs anti-viraux. Nous avons observé que RTL1 était retrouvée dans les siRNA-bodies, et nous avons montré que RTL1 était capable de détruire non seulement les dsRNAs mais également les siRNAs. Ces résultats indiquent donc que le TYMV réussit à infecter A. thaliana en : i) se répliquant dans des invaginations de la membrane chloroplastique (Prod’homme et al., 2003) qui mettent vraisemblablement les dsRNAs intermédiaires de la réplication à l’abri du PTGS et de RTL1, ii) en induisant l’expression de RTL1 qui s’attaque aux dsRNAs et siRNAs induits par le PTGS dans les siRNA-bodies en réponse à l’infection, et iii) en exprimant la protéine P69 qui complète l’action de RTL1 en inhibant l’amplification du PTGS résiduel.Malgré un effet neutre ou négatif pour la plante vis-à-vis des virus, RTL1 est conservé dans toutes les accessions d’Arabidopsis, et l’étude du ratio des mutations synonymes et non synonymes dans les gènes RTL1 de 42 Eucotylédones suggère que RTL1 subit une pression de sélection de conservation, suggérant un rôle essentiel. Chez A. thaliana, RTL1 est exprimé faiblement dans la racine, les tissus en sénescence, et au cours du développement de la graine. Le phénotypage des plantes sauvages et des mutants rtl1 n’a pas révélé de différences morphologiques notables, mais nous avons observé que le poids des graines était supérieur chez les mutants rtl1. Par ailleurs, nous avons observé une senescence accrue chez le mutant rtl1, en particulier dans l’accession Ler. Cette différence entre Ler et Col nous a poussé à examiner si RTL1 pouvait contribuer à la variabilité naturelle du PTGS des transgènes entre les accessions Ler (PTGS peu efficace) et Col (PTGS très efficace). Nous avons observé que la mutation rtl1 n’affectait pas sensiblement l’efficacité du PTGS chez Col mais augmentait celle de Ler au niveau de Col, ce qui pourrait s’expliquer par une plus forte expression de RTL1 chez Ler que chez Col. L’effet de l’absence de RTL1 devra donc être précisé en condition normale et en condition d’infection en privilégiant Ler plutôt que Col.