De nombreuses bactéries pathogènes sont capables d'inhiber les mécanismes de défense des plantes et ainsi d'échapper à la dissolution par la cellule végétale, un processus connu sous le nom de xénophagie. Les cellules animales et humaines ont un mécanisme similaire par lequel les défenses cellulaires "mangent" les bactéries envahissantes, mais certaines bactéries peuvent inhiber le processus. Une équipe de recherche internationale vient de décrire pour la première fois l'inhibition de la xénophagie chez les plantes. L'équipe est dirigée par le professeur Suayb Üstün du Centre de biologie moléculaire des plantes de l'Université de Tübingen et de la Ruhr-Universität Bochum. L'étude a été publiée dans The EMBO Journal .

Les cellules doivent constamment adapter les protéines qu'elles contiennent aux fonctions changeantes et aux influences de leur environnement. "La dégradation constante des protéines est inévitable, sinon la cellule devient à l'étroit et manque de matériel", explique Suayb Üstün, dont le groupe de travail étudie ces processus de dégradation strictement réglementés. Lorsque la cellule doit dégrader de grands complexes protéiques, des agrégats insolubles ou des organites entiers, elle utilise généralement un processus appelé autophagie, littéralement « se manger ». "Les cellules animales et humaines utilisent aussi parfois cette méthode de dégradation lorsqu'elles veulent éliminer des envahisseurs tels que des bactéries pathogènes. Dans ce cas, le processus est également appelé xénophagie - manger l'étranger", explique le scientifique.

Course aux armements entre l'hôte et les agents pathogènes

Mais la course aux armements entre l'hôte et l'agent pathogène ne s'arrête pas là. Certaines bactéries ont développé des protéines qui bloquent la machinerie d'autophagie qui leur est destinée. Cela leur donne un avantage et ils peuvent se propager davantage. "Cet état de la recherche est connu depuis plusieurs années dans les cellules humaines. Avec les plantes, nous n'en sommes pas encore là. Il existe une différence importante entre l'autophagie dans les cellules végétales et animales - chez les plantes, les bactéries pathogènes ne pénètrent pas dans les cellules". . Ils restent dans l'espace extracellulaire », explique Üstün. C'est le cas par exemple de la bactérie Xanthomonas qui provoque le flétrissement et la pourriture des feuilles, des tiges et des fruits de toute une gamme de plantes et affecte également le tabac, la plante modèle étudiée par l'équipe de recherche.

"Les bactéries Xanthomonas introduisent un effecteur dans les cellules végétales. Nous avons constaté que cela supprime un composant important de la machinerie d'autophagie. Cela permet à Xanthomonas de se propager davantage", explique Üstün. "Cependant, la plante produit à son tour une protéine qui dégrade l'effecteur par autophagie." Il s'agit de la première preuve de xénophagie antimicrobienne dans les interactions plantes-bactéries, dit-il. Üstün ajoute qu'"un aspect intéressant de ceci est que les protéines impliquées, telles que l'effecteur Xanthomonas et les composants de la machinerie de l'autophagie, sont très similaires chez les humains et les plantes, bien qu'elles soient attaquées par différents pathogènes bactériens". Les biologistes observent que certaines protéines ont été fortement conservées dans des organismes très différents au cours de l'évolution.

La nouvelle étude fournit des indications importantes pour la poursuite de la recherche fondamentale sur l'autophagie et la xénophagie chez les plantes. À long terme, ces processus pourraient aider à prévenir les maladies des cultures.