Mécanismes de reprogrammation de l'expression des gènes bactériens par les petits ARN de plantes.

par Antinéa Ravet

Projet de thèse en Génétique et génomique

Sous la direction de Lionel Navarro.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Complexité du vivant , en partenariat avec Institut de Biologie de l'École Normale Supérieure (laboratoire) et de Ecole normale supérieure (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-09-2019 .


  • Résumé

    Depuis ces dernières années, plusieurs études ont montré que les petits ARN de plantes pouvaient être transmis dans les cellules de pathogènes eucaryotes et induire l'extinction de l'expression de gènes possédant des homologies de séquences avec ces petits ARN. Plus récemment, nous avons voulu tester si les petits ARN de plantes pourraient également reprogrammer l'expression des gènes de la bactérie phytopathogène Pseudomonas syringae pv. tomato souche DC3000 (Pto DC3000). Cette hypothèse intrigante suggérait que les petits ARN puissent être transportés au travers de la membrane plasmique et la paroi des cellules végétales, qu'ils passent ensuite les membranes externe et interne de cette bactérie à Gram-négatif, et enfin, qu'ils dirigent l'extinction de gènes dans des cellules procaryotes qui ne possèdent pas de machinerie d'interférence par l'ARN (ARNi) canonique. En exprimant chez Arabidopsis des petits ARN dirigés contre deux facteurs de virulence de Pto DC3000, nous avons pu montrer qu'ils pouvaient réprimer ces gènes cibles et réduire la pathogénicité. Nous avons également démontré que des petits ARN de synthèse étaient eux aussi capables d'induire ce phénomène de « Antibacterial Gene Silencing » ou AGS chez cette bactérie. Ceci implique que Pto DC3000 possède une machinerie prenant en charge ces petits ARN et induisant ensuite l'AGS. Bien que nous ayons découvert un tout nouveau mode de régulation de l'expression des gènes bactériens par les petits ARN, nous ne connaissons par les mécanismes sous-jacents. L'objectif du projet de thèse vise premièrement à identifier les facteurs bactériens impliqués dans l'assimilation des petits ARN par Pto DC3000 et/ou leur activité dans ces cellules procaryotes. Nous caractériserons ensuite les gènes les plus prometteurs par des approches de biologie moléculaire, de génétique et de biochimie. Ces travaux devraient faire la lumière sur un tout nouveau mode de régulation génique chez les bactéries et apporter des perspectives d'application en agriculture.

  • Titre traduit

    Mechanisms of gene expression reprogramming directed by plant small non-coding RNAs in phytopathogenic cells.


  • Résumé

    In the last few years, several studies have shown that plant small RNAs can traffic into eukaryotic pathogens' cells and induce the silencing of genes having sequence homologies with these small RNAs. More recently, we wanted to test whether plant small RNAs could also reprogram the gene expression of the phytopathogenic bacterium Pseudomonas syringae pv. tomato strain DC3000 (Pto DC3000). This intriguing hypothesis suggested that small RNAs could be transported across the plasma membrane and the plant cell wall, then pass the outer and inner membranes of this Gram-negative bacterium, and finally, direct the gene silencing in prokaryotic cells that do not possess interference machinery by canonical RNA (RNAi). By expressing small RNAs directed against two Pto DC3000 virulence factors in Arabidopsis thaliana, we were able to show that they could silence these target genes and reduce pathogenicity. We have also demonstrated that in vitro synthesized small RNAs are also able to induce this phenomenon of "Antibacterial Gene Silencing" or AGS in this bacterium. This implies that Pto DC3000 should possess a molecular machinery to process these small RNAs and then induces AGS. Although we have discovered a new way to regulate bacterial gene expression by small RNAs, we do not know the underlying mechanisms. The first aim of the thesis project is to identify the bacterial factors involved in the uptake of small RNAs by Pto DC3000 and / or their activity in these prokaryotic cells. We will then characterize the most promising genes through molecular biology, genetics and biochemistry approaches. This work should shed light on a completely new mode of gene regulation in bacteria and bring new perspective to agriculture.