Comprendre comment les agents pathogènes infectent les cultures
Au milieu du XIXe siècle, un agent pathogène appelé Phytophthora infestans a provoqué le mildiou de la pomme de terre, une maladie qui a entraîné la famine en Irlande, a eu des répercussions considérables sur les approvisionnements alimentaires, et a causé des millions de morts dans le monde entier. De tels incidents ne se limitent toutefois pas au domaine de l’histoire. En fait, avec le changement climatique, les principales cultures sont de plus en plus menacées par les maladies, et on estime que 25 % des cultures sont déjà perdues chaque année à cause des infections. Ne voulant pas que l’histoire se répète, des chercheurs du monde entier s’efforcent de mieux comprendre comment les agents pathogènes infectent les cultures. L’une de ces initiatives est le projet PathEVome(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE. «Nous savons que Phytophthora introduit des protéines de virulence dans les cellules végétales pour supprimer l’immunité de l’hôte et provoquer la maladie», explique Paul Birch, professeur de sciences végétales à l’université de Dundee, qui a été le coordinateur du projet. «Ce que nous ne comprenons pas tout à fait, c’est comment.» En utilisant la biologie cellulaire moléculaire de pointe, le projet soutenu par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a suivi les voies par lesquelles les protéines de virulence sont sécrétées par des agents pathogènes tels que Phytophthora et comment elles sont absorbées par les cellules végétales. «Si nous parvenons à comprendre les mécanismes de diffusion, nous pourrons rechercher ou concevoir des méthodes pour arrêter la diffusion des protéines de virulence», ajoute Paul Birch. Les protéines de virulence sont des molécules spécialisées produites par des agents pathogènes (tels que les bactéries, les virus, les oomycètes et les champignons) qui leur permettent d’infecter des hôtes, d’échapper aux défenses immunitaires et de provoquer des maladies.
Quatre découvertes sur la manière dont les agents pathogènes infectent les plantes
Au cours du projet, les chercheurs ont fait quatre découvertes majeures. Tout d’abord, ils ont déterminé que les protéines de virulence de Phytophthora introduites dans les cellules végétales sont sécrétées par une voie de sortie non conventionnelle qui contourne le Golgi, où les protéines sont généralement modifiées, triées et conditionnées pour être transportées jusqu’à leur destination. Les chercheurs ont également découvert que pour ce faire, les protéines de virulence sont traitées par des protéases, ce qui leur permet d’être envoyées dans la voie de sécrétion non conventionnelle. Ils ont aussi révélé que les protéines de virulence sont conditionnées dans des vésicules extracellulaires pour être acheminées entre l’agent pathogène et les cellules végétales, et qu’elles sont introduites dans les cellules végétales par endocytose. «Comme chacune de ces découvertes est généralement applicable, en particulier aux champignons et aux oomycètes pathogènes des plantes, elles pourraient déboucher sur de nouvelles méthodes de prévention des infections», conclut Paul Birch. Pour que ce potentiel devienne réalité, les chercheurs étudient actuellement des méthodes afin d’arrêter la voie utilisée par les agents pathogènes pour délivrer des protéines de virulence, de perturber le fonctionnement des protéases, et de bloquer la voie utilisée pour pénétrer dans les cellules d’une plante. Cinq des chercheurs en début de carrière du projet travaillent déjà à répondre à ces questions, et deux d’entre eux ont créé leur propre groupe de recherche.
