Comment les récepteurs protéiques affectent-ils l'immunité des plantes?
Le système immunitaire inné d'une personne, d'un animal ou d'une plante constitue sa première ligne de défense contre les organismes envahisseurs. Des chercheurs néerlandais viennent de découvrir un composant protéique qui régule ce système. L'étude met en avant les changements dans ce mécanisme de régulation qui peuvent provoquer des perturbations dans le système immunitaire des humains et des plantes. Les résultats ont été publiés dans la revue Science. Ils nous informent sur les maladies auto-immunes chez les humains et encouragent le développement d'aliments plus sûrs et plus résistants à la maladie. D'après les chercheurs, les changements se produisant dans les récepteurs protéiques peuvent affaiblir le système immunitaire ou le rendre hyperactif. Cela mène à des maladies auto-immunes telles que la goutte et la maladie de Crohn chez les humains, alors que les plantes tentent de se défendre contre des pathogènes imaginaires. D'après le professeur Frank Takken de l'université d'Amsterdam (UvA) et le Dr Wladimir Tameling de l'université et centre de recherche de Wageningen (WUR) aux Pays-Bas (coauteurs de l'étude), ces récepteurs protéiques multi-domaines parviennent à faire la différence entre des plantes saines ou malades. Le système immunitaire de la plante se divise en deux niveaux. Le premier est basé sur des récepteurs extracellulaires et transmembranaires qui reconnaissent les molécules «microbiennes conservées» et provoquent une réponse immunitaire faible qui bloque la colonisation des microbes. Le second perce la première couche pour lutter contre les agents infectieux spécialisés; cette seconde couche est basée sur des protéines à résistance hautement polymorphique (R), expliquent les auteurs. «Les protéines R agissent principalement (mais pas exclusivement) de manière intracellulaire et offrent une protection contre les agents pathogènes (hémi)biotrophiques qui ont besoin de tissus vivants hôtes pour proliférer», peut-on lire dans l'étude. «Pendant l'infection, ces pathogènes (dont de nombreux virus, bactéries, champignons, oomycètes et nématodes) produisent des facteurs de virulence (effecteurs), dont plusieurs suppriment la première couche du système immunitaire de la plante et ouvrent la voie aux infections.» «Certains effecteurs, ou les perturbations qu'ils causent dans la plante, sont perçus par les protéines R qui déclenchent alors des réponses de défense qui mènent souvent à l'apoptose (suicide) des cellules infectées», écrivent les scientifiques. Les chercheurs font remarquer que lorsque les protéines multi-domaines perçoivent les pathogènes, des changements dépendant de l'échange de nucléotide ont lieu. «La plupart des protéines R sont des NB-LLR multi-domaines (des 'nibblers', ou 'cellules grignoteuses'), nommées d'après leurs domaines de liaison au nucléotide central (NB) et leurs motifs répétés riches en leucine (LRR)», peut-on lire dans l'étude. Le domaine NB, ajoutent les auteurs, fait partie d'un domaine plus vaste appelé NB-ARC. D'après les chercheurs, la prochaine étape consistera à réaliser une enquête sur les propriétés biochimiques des protéines durant la régulation des défenses des plantes; la dynamique et la localisation subcellulaire des complexes de signalisation NB-LRR in vivo doivent également être évaluées, déclarent-ils. En montrant quels partenaires interagissent avec le domaine NB, les chercheurs espèrent approfondir leurs connaissances sur la façon dont les protéines activent les défenses de leur hôte. «L'une des autres difficultés importantes sera l'élucidation de la structure tridimensionnelle des protéines R, de préférence dans ses états conformationnels divers, étant donné que cela constitue la clé à une compréhension totale des mécanismes moléculaires sous-tendant le choix entre la vie et la mort», conclut l'étude.
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Pays-Bas