France
October 19, 2007
Source:
INRA - Université de Vienne -
CNRS - Université d'Evry - Génopole
Des chercheurs viennent de découvrir comment Agrobacterium
tumefaciens, bactérie responsable des tumeurs chez les végétaux,
exploite les mécanismes de défense des plantes contre les
pathogènes pour intégrer un fragment d’ADN dans le génome de la
plante, stratégie digne de celle du cheval de Troie. Ces
résultats ont été obtenus grâce aux travaux initiés par Heribert
Hirt à l’Université de Vienne, à présent directeur de recherche
à l’unité mixte de recherche "Génomique Végétale"
(INRA/CNRS/Université d’Evry Val-d’Essonne) à Genopole (Evry).
Ils permettent non seulement de concevoir des stratégies de
protection des plantes contre Agrobacterium mais peuvent aussi
servir à améliorer les méthodes de transformation végétale. Ces
résultats sont publiés en ligne dans "SCIENCE"
* le 19 octobre 2007.
La majorité des tumeurs que l’on peut observer chez les plantes
sont causées par les bactéries de l’espèce Agrobacterium
tumefaciens. Elles ont la faculté unique de transformer les
plantes par injection d’un fragment de leur ADN dans le génome
des plantes, l’ADN-T. Des gènes bactériens sont ainsi transférés
à la plante et stimulent la division cellulaire, provoquant
ainsi la formation de tumeurs. Les cellules tumorales ainsi
modifiées produisent des acides aminés modifiés, éléments
nécessaires à la bactérie pour se multiplier dans la tumeur.
Il y a quelques années, Heribert Hirt ** et son équipe de
l’université de Vienne ont caractérisé VIP1, une protéine
végétale qui intervient dans ce processus de transformation
naturelle et montré qu’elle était indispensable à l’entrée de
l’ADN-T dans le noyau de la cellule. Les chercheurs viennent de
montrer que les plantes reconnaissent Agrobacterium tumefaciens
comme pathogène et activent une cascade de signalisation qui
modifie VIP1 afin de lancer un programme de défense de la
plante. La protéine VIP1, localisée dans le cytoplasme de la
cellule végétale, est modifiée puis transportée dans le noyau de
la cellule. Elle a alors les caractéristiques d’un facteur de
transcription et provoque l’expression d’un ensemble de gènes de
défense contre les pathogènes. Ce transport nucléaire de VIP1
s’est révélé être une étape essentielle dans la transformation
efficace des plantes par Agrobacterium. Cette découverte montre
que la bactérie pathogène Agrobacterium a développé une
stratégie d’exploitation de la cascade de signalisation des
mécanismes de défense de la plante pour intégrer son ADN-T dans
le génome de la cellule végétale, stratégie digne de celle du
cheval de Troie.
Comprendre le mécanisme de la transformation des plantes par
Agrobacterium tumefaciens présente un double intérêt
scientifique. D’une part, la modification de VIP1 permet de
concevoir des stratégies de protection des plantes contre
l’attaque de ce pathogène qui peut faire des dégâts importants
dans les pépinières. D’autre part, ce processus de
transformation des cellules végétales par Agrobacterium
tumefaciens peut être exploité pour améliorer les méthodes de
transformation des plantes utilisées en recherche.
* Référence : SCIENCE, 19 October 2007: 453-456.
“Trojan horse strategy in Agrobacterium transformation –
Abusing MAPK-targeted VIP1 defence signalling”
Armin Djamei 1,4, Andrea Pitzschke1, Hirofumi Nakagami1,2, Iva
Rajh1, Heribert Hirt1,3
1-Department of Plant Molecular Biology, Max F. Perutz
Laboratories, University of Vienna, Dr.-Bohr-Gasse 9, 1030
Vienna, Austria
2-present address: Plant Immunity Research Team, RIKEN Plant
Science Center, 1-7-22 Suehiro-cho, Tsurumi, Yokohama 230-0045,
Japan
3-URGV Plant Genomics Laboratory, 2 Rue Gaston Crémieux, 91057
Evry, France
4-present address: Department of Organismic Interactions,
Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie,
Karl-von-Frisch-Strasse, 35043 Marburg, Germany
ABSTRACT
Nuclear import of transfer DNA (T-DNA) is a central event in
Agrobacterium transformation of plant cells and
is thought to occur by the hijacking of certain
host cell proteins. The T-DNA–associated
virulence protein VirE2 mediates this process by binding to
the nuclear import machinery via the host cell factor
VIP1, whose role in plants has been so far
unknown. Here we show that VIP1 is a
transcription factor that is a direct target of the
Agrobacterium-induced mitogen-activated protein
kinase (MAPK) MPK3. Upon phosphorylation by MPK3,
VIP1 relocalizes from the cytoplasm to the
nucleus and regulates the expression of the
PR1 pathogenesis-related gene. MAPK-dependent
phosphorylation of VIP1 is necessary for
VIP1-mediated Agrobacterium T-DNA transfer,
indicating that Agrobacterium abuses the
MAPK-targeted VIP1 defense signaling pathway for
nuclear delivery of the T-DNA complex as a Trojan
horse. SOURCE
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/318/5849/453
** Auparavant chercheur à
l’Université de Vienne, Heribert Hirt est actuellement directeur
de recherche à l’unité mixte de recherche “Génomique végétale”
INRA–CNRS–Université d’Evry, dont il prendra la direction au 1er
janvier 2008. |
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