StructuraLEP — Caractérisation structurale et fonctionnelle d’effecteurs de L. maculans et de leurs interactants

Les champignons sont les principaux agents pathogènes de plantes, y compris des plantes ayant une grande importance économique, et ont un fort impact sur l’économie, la santé humaine et l’environnement. De plus, les champignons présentent une incroyable plasticité et une grande capacité de dissémination et d’adaptation à de nouveaux environnements, incluant des changements d’espèces végétales ou de méthodes de lutte. Leptosphaeria maculans est une parfaite illustration de ce phénomène. En effet, ce champignon ascomycète, responsable de l’une des principales maladies du colza, se comporte comme une espèce invasive et présente un très fort potentiel évolutif. Le contrôle des maladies fongiques nécessite une compréhension approfondie des déterminants de la pathogénie. Pendant l’infection, les agents phytopathogènes, notamment les champignons, sécrètent un arsenal de molécules, appelées effecteurs, éléments clés de la pathogénie qui modulent l’immunité innée de la plante et facilitent l’infection. Les effecteurs fongiques présentent une grande diversité et correspondent principalement à de petites proteines potentiellement sécrétées (PPS), n’ayant pas ou peu d’homologues dans les bases de données et pas de motifs connus. Par conséquent, leur fonction biologique est difficile à prédire et la résolution de leur structure tridimentionnelle peut être très informative pour déterminer cette fonction. Sur ces bases, nous proposons un projet de recherche fondamentale, StructuraLEP, dont l’objectif est d’élucider l’implication d’effecteurs de L. maculans dans la pathogénie grâce à la détermination de leurs caractéristiques structurales et fonctionnelles et de leurs interactants. StructuraLEP est un projet interdisciplinaire qui implique deux équipes avec des expertises internationalement reconnues dans le domaine de la génomique fongique et de l’analyse fonctionnelle des effecteurs fongiques (Partenaire 1) et de la biologie structurale (Partenaire 2). Notre étude sera réalisée sur 6 effecteurs de L. maculans correspondant à des candidats prometteurs précédemment identifiés par le Partenaire 1 et choisis pour leur intérêt biologique (implication dans la fitness fongique, gène de résistance correspondant caractérisé, deux gènes AVR nécessaires pour être reconnus par un gène R, un gène AVR qui masque la reconnaissance d’un autre gène AVR par son gène R). Le projet StructuraLEP combine biologie structurale, génomique fonctionnelle, transformation de plantes et cytologie. Il est organisé en 3 tâches (plus une tâche de coordination) allant d’une tâche initiale visant à caractériser structuralement et fonctionnellement les effecteurs de L. maculans (Tâche 2), une tâche exploratoire impliquant le criblage de protéines végétales et de molécules pour leur interaction avec ces effecteurs (Tâche 3) jusqu’à une tâche focalisée sur la caractérisation physique et fonctionnelle des interactions identifiées (Tâche 4). Les effecteurs et leurs interactants seront analysés grâce à ces approches complémentaires pour répondre aux questions suivantes : (i) quelle est la structure 3-D des effecteurs de L. maculans ? (ii) Où agissent les effecteurs pendant l’infection d’une plante hôte ? (iii) Quelles molécules interagissent avec les effecteurs de L. maculans ? (iv) Quelles fonctions de la plante sont manipulées et quelles protéines végétales sont ciblées par ces effecteurs ? Intégrer des connaissances sur la structure 3-D des effecteurs, sur leur localisation et sur le ciblage de protéines végétales et de processus biologiques par ces effecteurs nous permettra de mieux comprendre les processus fondamentaux qui gouvernent l’association d’un champignon phytopathogène avec sa plante hôte. Ces connaissances pourront permettre de développer de nouvelles stratégies de contrôle des maladies fongiques au champ.