La membrane plasmique des plantes : un champ de bataille contre les pathogènes
Les mécanismes de défense des plantes contre les virus restent en partie un mystère. Une bataille de cette guerre a lieu au niveau de la membrane plasmique. Un consortium de laboratoires français et belges a montré que l’accrochage non-conventionnel et l’organisation en domaines membranaires de la protéine végétale REMORINE sont cruciaux pour déclencher une immunité efficace contre la propagation du virus dans la plante. Cette étude a été publiée le 31 juillet 2017 dans la revue eLife.
La membrane plasmique est un véritable champ de bataille où se livre la guerre contre les pathogènes qui attaquent les organismes hôtes. En effet, cette membrane qui entoure les cellules, crée une barrière physique et délimite la frontière avec le milieu extérieur. Pourtant, cette membrane est loin d’être une simple « peau » inerte. Au contraire, les lipides et les protéines qui la constituent, perçoivent les signaux provenant de l’intérieur et de l’extérieur, et coordonnent les réponses de la cellule. C’est particulièrement vrai dans le cas des réponses déclenchées par les pathogènes qui induisent une réponse immunitaire permettant l’établissement des mécanismes de défense. La membrane plasmique constitue alors un des éléments cellulaires clés de la réponse immunitaire, puisque les pathogènes pour se propager dans l’organisme sont obligés de rentrer en son contact et de la traverser !
Les plantes possèdent, comme les animaux, un système immunitaire très efficace qui permet la lutte contre les bactéries, les champignons et les virus qui les attaquent. Les chercheurs avaient précédemment montré qu’une protéine végétale de la membrane plasmique, appelée REMORINE (REM), est impliquée dans la réponse des plantes contre les virus, et qu'elle empêche la propagation de cellule à cellule de certains virus à travers des canaux membranaires appelés plasmosdemes.
Afin de comprendre comment cette protéine REM s’ancre à la membrane, et comment cette localisation permet une réponse antivirale efficace, une collaboration a été établie entre cinq laboratoires français et belges. Les chercheurs ont montré l’importance de la ségrégation de REM en domaines membranaires fonctionnels capables de déclencher l’immunité antivirale. Par des approches multidisciplinaires de biochimie, biophysique et de biologie structurale, ce travail a d’abord établi que REM est ancrée aux phosphoinositides PI4P, lipides du feuillet interne de la membrane plasmique, par un mécanisme original conduisant à un changement de conformation de l’ancre protéique qui induit un accrochage profond de REM dans le feuillet interne de la membrane plasmique. Il ont ensuite démontré que cet accrochage permet la formation de domaines membranaires enrichis en REM, dont les propriétés de dynamique et d'agrégation en domaines sont cruciales pour déclencher la réponse immunitaire antivirale.
Ce travail ouvre de nombreuses perspectives pour comprendre comment les plantes répondent aux agressions de pathogènes et le rôle de la membrane plasmique dans ces mécanismes moléculaires.
© J. Gronnier
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Structural basis for plant plasma membrane protein dynamics and organization into functional nanodomains.
Gronnier J, Crowet JM, Habenstein B, Nasir MN, Bayle V, Hosy E, Platre MP, Gouguet P, Raffaele S, Martinez D, Grelard A, Loquet A, Simon-Plas F, Gerbeau-Pissot P, Der C, Bayer EM, Jaillais Y, Deleu M, Germain V, Lins L, Mongrand S.
Elife. 2017 Jul 31;6. pii: e26404. doi: 10.7554/eLife.26404.