Mécanismes d’action de la protéine végétale Rémorine impliquée dans l’immunité virale

Mechanisms of Action of the plant Remorin Protein Involved in Viral Immunity

• Auteur / Autrice : Marie-Dominique Jolivet
• Direction : Sébastien Mongrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie végétale
• Date : Soutenance le 09/12/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biogénèse membranaire, UMR 5200 (Villenave-d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Michel Hernould
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Cotelle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yvon Jaillais, Alexandre Martinière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Immunité

Protéines kinases

Transduction

Virologie

Membrane cellulaire

Protéines végétales

Mots clés libres

Plante

Membrane plasmique

Immunité

Virologie

Transduction

Kinase

Plant

Plasma membrane

Immunity

Virology

Transduction

Kinase

Résumé

La membrane plasmique végétale (MP) est une structure dynamique et compartimentée qui agit comme une plateforme pour la signalisation intracellulaire. Des nombreuses informations sont publiées concernant le rôle des protéines membranaires en réponse à une infection bactérienne ou fongique chez les plantes. Cependant, on sait peu de choses sur la façon dont la MP est impliquée dans la signalisation faisant suite à une infection virale. Chez les plantes, les virus pénètrent dans une première cellules grâce à une blessure mécanique ou une piqure d’insecte. Puis ils détournent la machinerie cellulaire pour se répliquer et se propager. Pour la propagation de cellule à cellule, ils dépendent des plasmodesmes (PD), des canaux tapissés de MP et traversé par du réticulum endoplasmique. Nous avons montré auparavant chez Nicotiana benthamia que la CALCIUM DEPENDENT PROTEIN KINASE 3 (CPK3) liée à la membrane était capable d'entraver la propagation de cellule à cellule d'un potexvirus, le virus X de la pomme de terre (PVX), par la phosphorylation d’une protéine localisée dans les nanodomaines : Solanum tuberosum REMORIN isoforme 1.3 (StREM1.3). Cette phosphorylation conduit à une modification de son interactome et à une accumulation de callose au niveau des plasmodesmes.Dans cette thèse, l'un des interactants de StREM1.3, ACTIN DEPOLYMERIZATION FACTOR 2 (StADF2), a été capable d'entraver la propagation du PVX de manière REM-dépendante. Il a été montré que StADF2 modifie la ségrégation de StREM1.3 à la MP, ce qui conduit à une réduction de la propagation virale.La plupart des études autour des potexvirus sont menées sur Nicotiana benthamiana en utilisant une surexpression transitoire de protéines candidates lors d'une infection virale car le modèle végétal Arabidopsis thaliana n'est pas sensible à la plupart des potexvirus.Le virus de la mosaïque de Plantago Asiatica (PlaMV) est l'un des seuls potexvirus capables d'infecter Arabidopsis thaliana. Ce pathosystème a permis d’utiliser les outils génétiques offerts par Arabidopsis et a aidé à comprendre les mécanismes fins derrière la détection d'une infection à potexvirus au sein d'une cellule végétale. Parmi les autres isoformes de CPKs impliquées dans l'immunité, il a été montré dans ce travail que CPK3 joue un rôle spécifique dans la réponse à une infection PlaMV. De plus, CPK3 se ségrége en clusters lors d'une infection PlaMV et nous avons montré que les AtREM du groupe 1 s'appuient sur l'activation de CPK3 pour pouvoir modifier leur dynamique PM et entraver la propagation d'un potexvirus.Cette thèse visait à comprendre comment les plantes détectent et arrêtent les virus à travers la description du comportement des protéines liées aux PM spécifiquement impliquées dans la propagation des virus de cellule à cellule.

The plant plasma membrane (PM) is a dynamic and compartimentalized structure that acts as a platform for intracellular signalling. Extended data is published regarding the role of PM-localized proteins in response to bacterial or fungal infection in plants. However, little is known about how the PM is implied in virus recognition and subsequent signaling.In plants, viruses enter the first cell by wounding, hijack their machinery to replicate and propagate. For the latter, they have to rely plasmodesmata (PD), PM-lined channels containing endoplasmic reticulum. We showed before in Nicotiana benthamia that membrane-bound CALCIUM-DEPENDENT PROTEIN KINASE 3 (CPK3) was able to hamper cell-to-cell propagation of a potexvirus, the Potato Virus X (PVX), through the phosphorylation of the nanodomain-located protein Solanum tuberosum REMORIN isoform 1.3 (StREM1.3), which leads to a modification of its interactome and subsequent callose accumulation at plasmodesmata.In this thesis, one of StREM1.3 interactants, ACTIN DEPOLYMERIZATION FACTOR 2 (StADF2), was able to hamper PVX propagation in a REM-dependent manner. It was shown that StADF2 modifies StREM1.3 segregation at the PM, which further leads to a reduced viral propagation.Most studies around potexviruses are conducted on Nicotiana benthamiana using transient over expression of candidates proteins during a viral infection as the plant model Arabidopsis thaliana is not susceptible to most potexviruses.The Plantago Asiatica Mosaic Virus (PlaMV) is one of the only potexvirus able to infect Arabidopsis thaliana. This pathosystem unraveled the genetic tools offered by Arabidopsis and helped decipher the fine mechanisms behind the detection of a potexvirus infection within a plant cell. Among other CPKs isoforms involved in immunity, it was shown in this work that CPK3 is playing a specific role in the response to a PlaMV infection. Moreover, CPK3 clusters at the PM upon a PlaMV infection and we showed that group1 AtREMs rely on CPK3 activation to be able to modify their PM dynamics and hamper a potexvirus propagation.This thesis aimed at understanding how plants sense and stop viruses through the description of the behaviour of PM-bound proteins specifically involved in viruses cell-to-cell propagation.