Séminaire Dr Jurriaan Ton

Les plantes qui se rétablissent après une attaque par des ravageurs ou des agents pathogènes développent souvent un état défensif renforcé, appelé résistance induite, ou IR, pour "induced resistance". Cet état repose généralement sur un amorçage du système immunitaire inné de la plante, permettant des réactions de défense plus rapides et plus fortes lors d’attaques ultérieures.

Notre laboratoire étudie les bases épigénétiques de cette mémoire immunitaire. Nous avons précédemment montré qu’une exposition précoce de plantules d’arabidopsis à un stress biotique déclenche une IR qui persiste tout au long du cycle de vie de la plante et, dans certains cas, jusqu’à la génération suivante. Ces phénomènes d’IR durables sont spécifiques du type de stress rencontré auparavant, sont associés à des réductions de la méthylation de l’ADN, et nécessitent l’activité de la déméthylase de l’ADN ROS1.
Afin de déterminer comment la déméthylation de l’ADN contribue à la mémoire immunitaire, nous utilisons des approches génétiques pour manipuler le méthylome des plantes. À l’aide de lignées recombinantes consanguines épigénétiques (epiRILs, pour "epigenetic Recombinant Inbred Lines") qui partagent le même fond génétique sauvage mais diffèrent par la méthylation héréditaire de l’ADN dans des régions riches en éléments transposables, nous avons précédemment identifié des épiallèles qui amorcent l’expression de gènes de défense, entraînant des niveaux élevés de résistance aux maladies sans pénalité de croissance.

En nous appuyant sur ces résultats, nous avons développé un système de transactivation fondé sur XVE afin d’introduire dans les génomes végétaux des doses contrôlées d’hypométhylation de l’ADN dépendante de ROS1. Ce système constitue un outil puissant pour étudier la manière dont les plantes établissent, maintiennent et réinitialisent une mémoire immunitaire spécifique au stress.
En utilisant ce système chez arabidopsis, nous présenterons de nouvelles données montrant qu’une activité transitoire de ROS1 induit des réponses épigénétiques contrastées entre les bras chromosomiques riches en gènes et les régions péri-centromériques riches en transposons. L’apparition et le maintien de la mémoire immunitaire induite par ROS1 sont associés à une diminution des niveaux de méthylation de l’ADN et de l’accumulation de petits ARN le long des bras chromosomiques, favorisant l’expression de gènes contrôlant l’immunité dépendante de l’acide salicylique et la réparation des dommages à l’ADN. Ces changements s’inversent progressivement au cours de l’effacement de la mémoire immunitaire. À l’inverse, les changements épigénétiques dans les régions péri-centromériques sont conservés au-delà de la durée de la mémoire immunitaire. Ils sont associés à une accumulation accrue de petits ARN et une hyperméthylation de l’ADN, partiellement médiées par une redistribution dépendante de CLSY3 de l’activité de méthylation de l’ADN dirigée par l’ARN.

Les recherches actuelles se concentrent sur la transposition de nos résultats aux espèces cultivées, avec un intérêt particulier pour le développement de méthodes permettant de stimuler la mémoire immunitaire stable et la résistance aux maladies chez les cultures maraîchères.

Jurriaan Ton, Ton Lab "plant environmental signalling", School of Biosciences, University of Sheffield, Royaume-Uni
Invitation : Nicolas Bouché, équipe "Variabilité Naturelle Epigénétique" VarEpi


Séminaire relatif à la recherche développée à l’Institut Jean-Pierre Bourgin - Sciences du Végétal.