L’effecteur phytoplasmique SAP05 induit le balai de sorcière au sein d’Arabidopsis. Crédit : Centre Sara Innes
Les plantes zombies, les balais de sorcière et le fléau qui pourrait contenir un remède.
Le mécanisme d’ajustement récemment découvert utilisé par les bactéries parasites pour réduire le vieillissement des plantes pourrait offrir de nouvelles méthodes pour protéger les cultures vivrières menacées par les maladies.
Les organismes indésirables manipulent les micro-organismes dont ils vivent loin pour répondre à leurs besoins, parfois de manière extrême. Sous le charme d’un parasite, certaines plantes subissent des modifications si importantes qu’elles sont qualifiées de « zombies ». Ils cessent de se recréer et servent simplement d’habitat et d’hôte pour les agents pathogènes parasitaires.
Jusqu’à présent, il y a eu une petite compréhension de la façon dont la préparation au niveau moléculaire et mécanique.
Recherches du groupe Hogenhout au Centre Sara Innes plus des collaborateurs publiés dans Cellulaire , a découvert un produit chimique de manipulation produit par des bactéries Phytoplasma pour détourner le développement des graines. Lorsqu’elles sont dans la plante, ces protéines provoquent la division des principaux régulateurs du développement, déclenchant un développement anormal.
Les germes de phytoplasmes appartiennent à un groupe de micro-organismes connus pour leur capacité à reprogrammer l’introduction de leur plante hôte. Ce groupe de germes est souvent responsable des « balais de sorcière » particuliers observés dans les arbres, où un bon nombre excessif de divisions se rapprochent.
Ces excroissances buissonnantes sont le résultat du fait que le rosier est coincé dans la condition végétative de « zombie », incapable de se reproduire et ainsi de progresser vers un statut « pour toujours jeune ».
Les bactéries phytoplasmes peuvent également provoquer des maladies dévastatrices des récoltes, telles que la jaunisse de l’aster qui provoque des pertes de rendement substantielles à la fois dans les cultures céréalières et à feuilles comme les membres de la famille de la laitue, les carottes et les céréales.
Le professeur Saskia Hogenhout, auteur correspondant de l’étude, a déclaré : « Les phytoplasmes sont un magnifique exemple de la façon dont la capacité des gènes peut s’étendre au-delà des organismes particuliers pour influencer les environnements environnants.
« Nos découvertes jettent un nouvel éclairage sur le mécanisme moléculaire à l’arrière de ce phénotype étendu d’une manière qui pourrait aider à résoudre un problème majeur pour la production alimentaire. Nous mettons l’accent sur une stratégie prometteuse pour les plantes architecturales pour atteindre un niveau de résistance durable des cultures aux phytoplasmes. ”
Les nouvelles découvertes montrent comment les protéines bactériennes connues sous le nom de SAP05 manipulent les plantes en tirant parti de certaines des machines moléculaires personnelles de l’hôte.
Cette machinerie, le protéasome, arrête généralement de faire fonctionner les protéines qui ne sont plus nécessaires à l’intérieur des cellules végétales. SAP05 détourne ce processus, faisant en sorte que des protéines locales essentielles à la régulation du développement et de la croissance finissent effectivement par être jetées dans un centre de recyclage moléculaire.
Sans ces protéines, le développement d’une plante particulière est généralement reprogrammé pour favoriser les bactéries, provoquant la croissance associée à de multiples emplacements et tissus végétatifs et mettant un terme au vieillissement de la plante.
Grâce à des tests héréditaires et biochimiques sur le modèle croître Arabidopsis thaliana , l’équipe particulière a découvert plus en détail le rôle associé à SAP05.
Curieusement, SAP05 se lie directement aux protéines en développement de la plante et au protéasome. La détention directe est un moyen nouvellement découvert de dégrader des protéines saines. Habituellement, les protéines qui sont dégradées par le protéasome sont préalablement marquées à l’aide d’une molécule appelée ubiquitine, mais ce n’est tout simplement pas le cas ici.
Les protéines de développement des plantes qui sont simplement ciblées par SAP05 sont similaires aux acides aminés également trouvés chez les créatures. L’équipe était curieuse de voir si SAP05 affecterait également les insectes qui transportent les germes de la plante au légume. Ils ont découvert à quel point la structure de ces protéines sponsors chez les animaux de compagnie différait suffisamment pour qu’elles n’interagissent pas avec SAP05 et que cela n’ait donc pas d’impact sur les insectes.
Néanmoins , cette enquête a permis à l’ équipe de repérer seulement 2 protéines au sein de l’unité protéasome qui sont nécessaires pour interagir avec SAP05. Leurs recherches ont démontré que si les protéines végétales saines sont remplacées par les deux acides aminés présents dans les protéines d’insectes, elles ne sont plus dégradées par SAP05, empêchant le développement anormal du «balai de sorcière».
Ce choix offre la possibilité de petits ajustements de ces deux protéines dans les cultures, comme l’utilisation de systèmes d’édition de gènes, pour fournir une résistance durable aux phytoplasmes ainsi que les effets de SAP05.
Référence : « Modulation parasite de l’avancement de l’hôte par la dégradation des protéines indépendantes de l’ubiquitine » par Weijie Huang, Allyson Mirielle. MacLean, Akiko Sugio, Abbas Maqbool, Marco Busscher, Shu-Ting Cho, Sophien Kamoun, Chih-Horng Kuo, Richard Gary le gars du gadget. H. Immink plus Saskia A. Hogenhout, 17 septembre 2021, Cellulaire .
DOI : 10. 1016/j. cellule. 2021. ’08. 029
