Hervé Vaucheret (DR1 INRA) Institut Jean

Hervé Vaucheret (DR1 INRA)
Institut Jean-Pierre Bourgin, INRA, 78000 Versailles
http://www-ijpb.versailles.inra.fr/fr/sgap/equipes/Epigenetics/index.html
Sujet proposé : Rôle d’un suppresseur endogène de RNAi dans les interactions plantes-virus
L’interférence ARN (RNAi) agit comme mécanisme de défense antivirale chez les plantes, les mouches et les
nématodes. Au cours de ce processus, les ARN double-brin (dsRNA) viraux sont découpés en petits ARN
(siRNA) par des enzymes de type RNaseIII appellées Dicer (DCL). Ces siRNA sont pris en charge par des
enzymes de type RNaseH appelées Argonaute (AGO), qui clivent les mRNA viraux, empêchant ainsi leur
traduction (Mourrain et al, 2000, Bouché et al, 2006, Wang et al, 2011). Pour contre-balancer ces defenses de
l’hôte, la plupart des virus produisent des protéines appelées viral suppressor of RNAi (VSR). Les différentes
familles de virus produisent des VSR distincts. Les mécanismes d’action des VSR sont variés (séquestration des
dsRNA ou siRNA, inhibition des AGO ou DCL, dégradation des siRNA), et ont une efficacité variable sur le
RNAi. Il est généralement admis que le degré d’infection dépend de la force des VSR car l’infection simultanée
par deux virus codant des VSR distincts résulte en une aggravation des symptômes. Toutefois, la possibilité
qu’une modulation de l’activité de suppresseurs endogènes de RNAi contribue au succès de l’infection n’a pas
encore été explorée.
Nous avons récemment identifié chez l’espèce modèle Arabidopsis une nouvelle enzyme de type RNaseIII.
Contrairement aux enzymes RNaseIII de type Dicer qui produisent des siRNA, cette RNaseIII bloque la
production de tous les siRNA endogènes ou exogènes en détruisant les précurseurs dsRNA. Chez des plantes
sauvages, l’expression de cette enzyme est faible et restreinte aux racines. L’infection par des virus induit
fortement l’expression de cette RNaseIII dans les feuilles, suggérant qu’elle joue un rôle dans les interactions
plantes-virus. La sur-expression de cette enzyme dans des plantes transgéniques résulte en une aggravation des
symptômes causés par certains virus. Ceci s’explique par un blocage de la production des siRNAs impliqués
dans les défenses RNAi de la plante. Toutefois, les virus qui codent des VSR forts ne sont pas affectés par la sur-
expression de cette RNaseIII. L’analyse d’un virus de cette catégorie a révélé que sa protéine VSR était
suffisante pour inhiber l’activité de cette RNaseIII. Ces résultats suggèrent que les virus doivent inhiber l’activité
de cette RNaseIII pour réussir à infecter la plante, et remettent en cause le rôle des VSR dans le succès de
l’infection viral.
Au cours de ce stage de M2, nous approfondirons l’étude du rôle de cette enzyme RNaseIII dans les interactions
plantes-virus. Dans un premier temps, nous déterminerons si l’induction de cette RNaseIII par les virus est une
réaction générale. Pour cela, nous infecterons des plantes d’Arabidopsis par des représentants de chaque famille
virale et nous déterminerons s’ils induisent l’expression de cette RNaseIII dans les feuilles. Dans un deuxième
temps, nous déterminerons comment les protéines VSR inhibent l’activité de cette RNaseIII. Pour cela, nous
quantifierons l’effet de différents VSR sur l’activité de la RNaseIII enzyme en utilisant un test in planta. Etant
donné que les VSR ont généralement plusieurs activités, nous utiliserons des variants de VSR portant des
mutations ponctuelles ou des délétions qui découplent leurs différentes activités, ce qui nous permettra
d’identifier les activités spécifiquement dirigées contre cette RNaseIII endogène.
Références :
Mourrain, Béclin, Elmayan, Feuerbach, Godon, Morel, Jouette, Lacombe, Nikic, Picault, Rémoué, Sanial, Vo,
Vaucheret. (2000) Arabidopsis SGS2 and SGS3 genes required for post-transcriptional gene silencing and virus
resistance. Cell 101, 533-542
Bouché, Lauressergues, Gasciolli, Vaucheret (2006) An antagonistic function for Arabidopsis DCL2 in
development and a new function for DCL4 in generating viral siRNAs. EMBO Journal 25, 3347-3356
Wang, Jovel, Udomporn, Wang, Wu, Li, Gasciolli, Vaucheret, Ding (2011). The 21-nucleotide, but not 22-
nucleotide, viral secondary small interfering RNAs direct potent antiviral defense by two cooperative argonautes
in Arabidopsis thaliana. . Plant Cell 23, 1625-1638