Projet ANR-12-BSV7-0005 – VIP : Interactions virales avec la plante hôte contrôlent la transmission ultérieure par vecteur
Programme : Blanc - SVSE 7 - Biodiversité, évolution, écologie et agronomie (Blanc SVSE 7)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Martin DRUCKER (BGPI)
Partenaires : Biologie et Génétique des Interactions Plantes-Parasites pour la Protection Intégrée
Montant : 399892.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Les virus de plantes produisent des formes spécialisées dans la transmission par vecteur ?La transmission est une étape critique dans la vie des virus qui est strictement contrôlée dans la cellule hôte, avant même l’acquisition par l’insecte vecteur. Les nouveaux mécanismes mis à jours pourraient à terme permettre d’imaginer de nouvelles stratégies de lutte contre les maladies virales.
Le contrôle de la transmission virale comme lutte alternatif contre les virusLes maladies virales causent des dégâts énormes dans l'agriculture. Les méthodes actuelles visent à détruire des vecteurs de virus par produits chimiques, nocifs pour l'environnement. Comprendre les interactions derrière le processus de transmission peut aider à développer des méthodes de lutte plus ciblées et moins nocives. Dans cette optique, le projet VIP élucidera les mécanismes de transmission d'un virus modèle par pucerons et tente de transférer les résultats vers d'autres virus.
Identification des molécules et mécanismes impliqués dans la transmission des virus de plantesNotre virus, le CaMV, « perçoit » la présence du puceron vecteur sur la plante infectée et produit en réponse des formes transmissibles. Ceci nécessite un processus de reconnaissance inconnu du puceron par la plante qui est détourné par le virus. Ce processus sera identifié par l'emploi de substances inhibitrices de différentes voies de signalisation, ainsi que par l’emploi de mutants de virus et de plantes. Nous testerons ensuite si d'autres systèmes virus/plantes/vecteurs détournent les mêmes voies de signalisation et si leur blocage inhibe la transmission.
Résumé de la soumission : La transmission d’un hôte à un autre est une étape cruciale dans le cycle viral et la connaissance des mécanismes moléculaires et/ou cellulaires sous-jacents peut aider à combattre des épidémies. La recherche sur la transmission par vecteur - mode de transmission le plus répandu - s'est longtemps focalisée sur les interactions virus/vecteur, négligeant largement jusqu’à aujourd’hui le rôle de l'hôte.-Ce projet vise précisément à examiner le rôle de l'hôte dans la transmission, au travers de l’étude du Cauliflower mosaic virus (CaMV). Comme beaucoup de virus de plantes, le CaMV est un virus non-circulant, ce qui signifie que les particules virales transmises sont « simplement » retenues et relarguées d’un récepteur localisé à la pointe des stylets de l’insecte vecteur (un puceron). La liaison entre la particule virale et ce récepteur se fait par l'intermédiaire d’une protéine virale « assistante » de la transmission (helper component ou P2 dans le cas du CaMV) qui crée un « pont moléculaire » entre les deux. Nous avons montré que le CaMV induit la formation d'un seul grand corps d’inclusion dans chaque cellule végétale infectée, entièrement spécialisé dans le contrôle de la transmission par vecteur, que nous avons dénommé corps à transmission ou Transmission Body (TB), et qui contient la totalité de la protéine P2 . .	Nos résultats préliminaires (partiellement soumis) montrent que le TB est une structure dynamique qui « réagit » à la présence du vecteur afin d'optimiser l'efficacité de la transmission du CaMV : Des stress mécaniques ou chimiques (NaN3, CO2) induisent un influx très rapide (de l’ordre de quelques secondes) et très important de tubuline soluble dans le TB, suivi par – selon le type de stress – la désintégration du TB et la redistribution quasi-immédiate de la protéine P2 et des particules virales sur des microtubules corticaux dans toute la cellule. Ces changements morphologiques corrèlent fortement avec des taux de transmission accrus (+200-300%). Nous avons également montré que le comportement du puceron déclenche cette réponse du TB. Ceci signifierait que le CaMV « perçoit » la présence de son vecteur via les mécanismes de perception de la plante, et induit une réponse immédiate et coordonnée du TB, aboutissant à sa plus grande accessibilité par le vecteur, et donc à une transmission optimisée. Qu'un virus soit capable de percevoir, quasiment en temps réel, son environnement au-delà de la cellule, et d’y réagir de manière immédiate et appropriée, est un concept absolument novateur, d'une importance majeure non seulement pour la virologie végétale et la virologie générale, mais au-delà, pour la biologie cellulaire.	Après avoir démontré que le TB du CaMV, au moins, réagit à la présence du vecteur afin d'optimiser la transmission du virus, notre projet vise maintenant à I) décortiquer les voies de perception/signalisation sous-jacentes de l’activation du TB, de même qu'à utiliser cette réponse pour étudier les interactions très précoces puceron/plante (encore très mal connues), II) identifier les mécanismes cellulaires derrière ce phénomène, et III) tester si d'autres virus ont développé des stratégies similaires afin d'augmenter l'efficacité de leur transmission. Ce dernier point, s'il peut être confirmé, représentera une avancée majeure pour la recherche sur la transmission par vecteur. Plus généralement, des phénomènes similaires de réponses virales immédiates à de stimuli extérieur à la cellule pourraient alors être recherchés pour n’importe quel virus, n’importe quel hôte et pour toutes les étapes du cycle viral.
Résultats : Pour le moment, nous avons décrit précisément les événements qui ont lieu quand un puceron pique dans une plante infectée et acquiert le CaMV. Nous avons initié le transfert de ces connaissances à une autre espèce virale. Nous avons identifié quelques protéines de la plante qui pourraient participer à la transmission et, possiblement, nous avons détecté un composé encore non caractérisé du puceron qui déclenche la réponse virale.
Perspectives : Dans les 3 ans et demi à venir nous allons poursuivre notre projet et valider les protéines de la plante déjà identifiées – et celles que nous allons identifier – pour leur rôle dans l'interaction plante/virus/puceron. En parallèle, nous continuerons la recherche des composants du puceron impliqués dans le même processus. Finalement, nous verrons si on peut transférer nos connaissances sur autres virus, vecteurs et plantes.
Publications et brevets : Vu, que le projet n'a démarré qu'en janvier 2013, nous n'avons pas encore publié des résultats expérimentaux. Par contre, notre travail et nos idées ont été publiés dans une revue scientifique (Bak et al. (2013) Plant Signaling & Behavior. 8: e24225. http://www.landesbioscience.com/journals/10/article/24225/), et ils ont fait l'objet d'une émission dans une chaîne de radio allemande qui développe la découverte scientifiques à la base du projet (http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1994991/).