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Lionel Navarro

Contrôle de la réponse immunitaire par les petits ARN et son ciblage par les effecteurs bactériens

Contexte


La réponse immunitaire innée constitue la première ligne de défense contre les microbes. Cette réponse est induite après reconnaissance de motifs moléculaires microbiens par des récepteurs cellulaires de l’hôte. Les plantes comme les animaux sont capables d’identifier comme « non-soi » de tels motifs bien conservés au cours de l’évolution et d’induire l’expression différentielle de nombreux gènes parmi lesquels des microARN (miARN) ont été identifiés. Ces petits ARN contrôlent l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel en dégradant des ARN messagers cibles et/ou en bloquant leur traduction en protéine. Bien que les miARN aient été initialement impliqués dans le développement des animaux et des plantes, il apparaît désormais qu’ils constituent une composante majeure de la réponse immunitaire innée. Une autre espèce de petits ARN endogènes appelés ARN interférent (siARN) joue elle aussi un rôle déterminant dans la réponse immunitaire innée. Les siARN contrôlent l’expression des gènes au niveau post-transcritionnel mais peuvent également diriger l’extinction transcriptionnelle de gènes en induisant la méthylation de l’ADN et/ou d’autres modifications de la chromatine.
L’équipe animée par Lionel Navarro s’intéresse principalement au rôle et à la régulation des petits ARN dans la réponse immunitaire innée de la plante modèle Arabidopsis et de l’homme. Elle étudie également les mécanismes par lesquels les bactéries pathogènes interagissent avec la machinerie du RNA silencing. Pour aborder ces questions, l’équipe utilise comme modèles la bactérie phytopathogène Pseudomonas syringae pv. tomato souche DC3000 ainsi que la bactérie pathogène de l’homme Shigella flexneri.

Résultats marquants et projets en cours


Les mécanismes de suppression de la voie microARN par les bactéries pathogènes. Les travaux antérieurs de L. Navarro ont permis d’identifier et de caractériser le premier microARN impliqué dans la défense antibactérienne. Une étude ultérieure a également montré qu’un mutant de Pseudomonas syringae dont le système de sécrétion (type III*) est non-fonctionnel et des bactéries non-pathogènes, ont la capacité de se multiplier dans des mutants d’Arabidopsis dépourvus de miARN. Ceci souligne le rôle majeur de la voie miARN dans l’immunité innée antibactérienne. En accord avec ces découvertes, plusieurs protéines de sécrétion de type III de P. syringae ont la capacité de supprimer la voie miARN, cependant, les mécanismes d’actions de ces suppresseurs bactériens restent encore inconnus. L’équipe étudie ces mécanismes de suppression et tente de comprendre comment les plantes contrecarrent ce processus. Elle vise également à établir si les bactéries pathogènes de l’homme utilisent des mécanismes analogues de suppression de la voie miARN.

Rôle de la méthylation de l’ADN dirigée par petits ARN dans la régulation épigénétique de la réponse immunitaire et dans l’évolution des gènes de résistance aux pathogènes . Chez les eucaryotes supérieurs, la grande majorité du génome est apparemment transcrite, ce qui donne naissance à une très grande diversité d’ARN non-codants. Bien que le rôle fonctionnel de ces ARN demeure largement inconnu, plusieurs études suggèrent que ces molécules puissent être impliquées dans des mécanismes de régulations épigénétiques. Chez les plantes supérieures, une proportion significative des ARN non-codants est maturée en siARN par la machinerie du RNA silencing. Certains d’entre eux ciblent de manière séquence-spécifique la méthylation de l’ADN via un processus appelé RdDM (pour ‘RNA-directed DNA méthylation’). La voie RdDM contribue à l’extinction transcriptionnelle (TGS) d’éléments transposables ainsi que de certains gènes contenant des reliques de transposons ou des répétitions dans leurs régions promotrices. L’équipe étudie le rôle ainsi que les mécanismes de régulation de la voie TGS dans la réponse immunitaire innée chez Arabidopsis. Elle vise également à établir si les bactéries interfèrent directement avec la voie TGS pour promouvoir la pathogénécité bactérienne. Elle étudie enfin l’éventuelle contribution de la voie RdDM dans les mécanismes de défense transgénérationnelle ainsi que dans l’évolution des gènes de résistance aux agents pathogènes.

Selected publications


Deleris A, Halter T, Navarro L. DNA Methylation and Demethylation in
Plant Immunity. Annu. Rev. Phytopathol. (2016) 54:24.1-24.25.

Halter T & Navarro L. Multilayer and interconnected post-transcriptional
and co-transcriptional control of plant NLRs. (2015) Curr Opin Plant Biol.
26:127-34.

Boccara M*, Sarazin A, Thiébeauld O, Jay F, Voinnet O, Navarro L*, Colot V*. The Arabidopsis miR472-RDR6 silencing pathway modulates PAMP- and Effector-triggered immunity through the post-transcriptional control of disease resistance genes. PLOS Pathogens. (2014) 10 : e1003883. * co-corresponding authors.

Yu A, Lepère G, Jay F, Wang J, Bapaume L, Wang Y, Abraham AL, Penterman J, Fischer RL, Voinnet O, Navarro L. Dynamics and biological relevance of DNA demethylation in Arabidopsis antibacterial defense. PNAS. (2013) 110 — 2389-94.

Navarro L., Jay F., Nomura K., He S.Y., Voinnet O. Suppression of the microRNA pathway by bacterial effector proteins Science. (2008) 321 — 964-967.

Navarro L, Bari R, Achard P, Lison P, Nemri A, Harverd NO, Jones JD. DELLAs control plant immune responses by modulating the balance of jasmonic acid and salicylic acid signaling. Current Biology. (2008) 18 — 650-5.

Navarro L., Dunoyer P., Jay F., Arnold B., Dharmasiri N., Estelle M., Voinnet O., Jones J.D.G. A plant miRNA contributes to antibacterial resistance by repressing auxin signalling Science. (2006) 312 — 436-439.




Photo d'une plante d'Arabidospis rapportant l'activité (...)
Photo d’une plante d’Arabidospis rapportant l’activité ‘épigénétique’ de petits ARN
Infection de cellules humaines avec la bactérie Shigella flexneri. En rouge (...)
Infection de cellules humaines avec la bactérie Shigella flexneri. En rouge : actine ; en vert : bactéries intracellulaires.