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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Vincent GRANDPERRET (2016)

Les histones désacétylases de type 2 (HD2) : caractérisation fonctionnelle dans l'immunité des plantes

Thèse de Doctorat, Sciences de la vie. Dijon. Université de Bourgogne. Directeurs de thèse: Bourque S., Co-encadrante: Nicolas-Francès V.

Les histones désacétylases (HDAC) sont des enzymes qui catalysent les réactions de désacétylation des protéines, une modification post-traductionnelle caractérisée par le retrait d’un groupement acétyle des chaînes latérales des résidus de lysine des protéines. Chez les plantes, il existe trois familles de HDAC. Les deux premières – les familles RDP3/HDA1 et SIR2 – sont communes à tous les eucaryotes, alors que la troisième – la famille des HD2 – est spécifique des plantes. Chez le tabac, des HD2 ont été identifiées comme des régulateurs négatifs de la réponse hypersensible induite par la cryptogéine, un éliciteur protéique. La réponse hypersensible est une réponse de défense caractérisée par la mort cellulaire programmée des cellules entourant le site d’infection dans le but de limiter la propagation du microorganisme. L’objectif de cette thèse consiste à améliorer nos connaissances générales sur les HD2, et à caractériser leur rôle dans la voie de signalisation induite par la cryptogéine. Nous nous sommes tout d’abord intéressés à l’évolution des HD2 dans le règne végétal. Nous avons disposé pour cela, dans le cadre du projet 1KP, des données transcriptomiques issues de plus de 1300 espèces de végétaux. L’analyse de ces données nous a permis d’identifier deux groupes de HD2 : le groupe 1 (Gr1), contenant les HD2 qui possèdent un doigt de zinc ; et le groupe 2 (Gr2) contenant celles qui n’en possèdent pas. Nous nous sommes ensuite focalisés sur l’évolution des HD2 au sein du genre des Nicotiana. Nous avons identifiés six gènes codant sept isoformes de HD2 chez Nicotiana tabacum, et nous avons pu établir un modèle simplifié des évènements évolutifs ayant conduit, chez les Nicotiana, à la génération de ces gènes. Nous avons ensuite caractérisé fonctionnellement les HD2 de tabac en nous limitant aux HD2 du Gr1. Une étude transcriptomique de ces gènes, ainsi qu’une approche de complémentation fonctionnelle d’un mutant HD2 d’Arabidopsis thaliana ont permis de révéler l’existence d’une redondance fonctionnelle entre les quatre isoformes de HD2 de N. tabacum appartenant au Gr1. Pour comprendre le mode d’action des HD2, nous nous sommes focalisés davantage sur une isoforme du Gr1, NtHD2a. Nous n’avons malheureusement pas été en mesure de détecter une activité HDAC, malgré l’utilisation de différents systèmes de production de protéines recombinantes et la mise en place de différentes approches pour mesurer l’activité. Nous avons, par des approches de puces à ADN, identifié des gènes dont le niveau d’expression est régulé de manière antagoniste par les HD2 et la cryptogéine. Parmi ceux-ci, le gène ERF3 codant un facteur de réponse à l’éthylène pourrait constituer un gène jouant un rôle important dans la mise en place de la mort cellulaire.

Pour identifier les partenaires des HD2, nous avons initié des approches d’immunopurification à l’aide d’un anticorps dirigé contre NtHD2a/b. Ces expériences, même si elles nécessitent d’être répétées pour être analysables, se sont montrées prometteuses. En conclusion, les résultats obtenus au cours de cette thèse nous ont amenés à nous demander si les HD2 possèdent bien une activité HDAC intrinsèque, ou si elles seraient associées, au sein d’un complexe, avec des HDAC de la famille des RPD3/HDA1. Ces résultats nous ont aussi permis d’établir un modèle de signalisation de la voie cryptogéine.