Projet ANR-07-BLAN-0200 – RHYTHMS : Role of HYdrogen peroxide in the esTablisHment of the Medicago truncatula-Sinorhizobium meliloti symbiosis
Programme : Blanc (BLANC) 2007
Année de financement : 2007
Coordinateur du projet : (INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE CENTRE DE RECHERCHES DE SOPHIA ANTIPOLIS)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Inria Centre Sophia Antipolis - Méditerranée
Montant : 300000.0 euros
Date de début : 2008
Durée : 24 mois
Résumé : Lorsque l'oxygène moléculaire réagit dans des réactions impliquant des transferts d'électrons, il peut être converti en des formes chimiques hautement réactives appelées Espèces Réactives de l'Oxygène (EROs) telles que l'anion superoxyde (O2-) ou le peroxyde d'hydrogène (H2O2). Chez les végétaux, les EROs sont des produits secondaires inévitables de processus biochimiques tels que la glycolyse et la photosynthèse. Dans certains cas, les plantes produisent des EROs -en particulier l'H2O2- comme des molécules signal en réponse à divers stimuli. La production d'H2O2 à été mise en évidence durant l'interaction symbiotique Sinorhizobium meliloti  Medicago. De plus, des mutants bactériens altérés dans leur capacité à détoxiquer l'H2O2 présentent des phénotypes de nodulation modifiés. C'est en particulier le cas d'un mutant sur-exprimant une hydroperoxydase, agissant comme un puits pour l'H2O2, suggérant fortement qu'un niveau seuil d'H2O2 est nécessaire pour un développement harmonieux de la nodosité. Ainsi, l'H2O2 semble jouer un rôle de signalisation dans l'interaction symbiotique. -  -  Le but de ce projet est de caractériser le rôle de signal de l'H2O2 dans le processus symbiotique. -  Pour répondre aux questions Comment l'H2O2 est produit? et Quelles sont les conséquences de cette production ? , le projet sera axé autour de deux principaux objectifs. -  -  L'objectif I sera de définir la caractéristique spatiotemporelle de la formation d'H2O2 et le(s) système(s) qui le génère(nt) pendant la symbiose. Dans un premier temps, nous caractériserons le signal H2O2 spécifique de l'interaction S. meliloti  Medicago truncatula à l'aide d'approches de biologie cellulaire (sondes fluorescentes, nouvelle sonde protéique spécifique de l'H2O2, microscopie confocale, ...). En parallèle, l'identification des systèmes de production d'H2O2 sera entreprise en focalisant sur les NADPH oxydase et les peroxydases. Une fois identifiés, une validation fonctionnelle des candidats sera effectuée grâce à la technologie de l'ARN interférence. -  L'objectif II permettra de déterminer l'influence de l'H2O2 sur le transcriptome des deux partenaires symbiotiques. Au niveau du partenaire bactérien, l'implication de l'H2O2 comme molécule signal dans des conditions de non stress, sera définie. En effet, une analyse transcriptomique comparative sera conduite sur des cellules bactériennes cultivées en présence ou en absence d'une concentration seuil d'H2O2 ne permettant pas l'induction de gènes marqueurs de stress oxydatif. Ce type d'analyse sera également effectué sur des mutants ayant des activités de dégradation d'H2O2 modifiées et présentant des phénotypes de nodulation altérés (souches katB++ et katB/KatC). La validation fonctionnelle de gènes candidats sera effectuée via l'obtention de mutants de délétion/insertion ou de surexpression. L'ensemble de ces résultats permettra d'approfondir nos connaissances concernant le rôle de l'H2O2 en tant que signal chez la bactérie durant son interaction avec la plante, ce qui n'a jusqu'à maintenant pas été réalisé ni en condition symbiotique ni en condition de pathogénie. Au niveau du partenaire végétal, l'analyse du transcriptome de M. truncatula traité avec différentes concentrations en H2O2 en absence ou en présence du partenaire symbiotique, sera réalisée pour identifier les gènes régulés par cette molécule. De plus, les lignées transgéniques générées dans l'objectif I et utilisées pour la caractérisation fonctionnelle des systèmes de production d'H2O2, seront un matériel de choix pour identifier des gènes régulés in vivo par l'H2O2 dans le contexte symbiotique. La validation fonctionnelle de gènes candidats sera effectuée grâce à la technologie ARNi. L'ensemble de ces résultats permettra de définir le rôle signal de l'H2O2 chez la plante durant son interaction avec la bactérie. -  -  Ce projet étudiera les deux partenaires symbiotiques en utilisant une approche multidisciplinaire, combinant la physiologie (définitio