Interactions plantes-virus pendant le mouvement viral de cellule à cellule

Responsable d'équipe : Manfred HEINLEIN

Thème de recherche

La communication intercellulaire dans les plantes joue un rôle clé dans l’orchestration du développement de la plante, les réactions de défense et la pathogenèse, et implique le transport des macromolécules à travers des plasmodesmes (PD). La capacité des virus à exploiter la voie du transport à travers des PD a un impact fondamental sur le rendement agricole. Pour améliorer le rendement agricole et comprendre le mécanisme de la communication intercellulaire, nous étudions les protéines et effecteurs d’ARN issus du virus et de l’hôte et leurs cibles cellulaires à travers lesquelles les virus (1) opèrent les mécanismes d’assemblage et du transport des complexes macromoléculaires de l’hôte et (2) détournent les défenses de l’hôte. Les virus des plantes sont également développés pour agir comme nanotransporteurs à délivrer des agents de l’imagerie intravitale et anti-cancéreux.

Les projets

  • Mouvement des virus de plante dans le cadre de réactions de défense des plantes (Manfred HEINLEIN)
  • Caractérisation des réponses de signalisation systémiques déclenchée par les virus (Manfred HEINLEIN)
  • Développement de sprays génétiques contre les virus (Manfred HEINLEIN)
  • Nanoparticules dérivés des virus de la plante pour l’imagerie et le traitement des cancers (Manfred HEINLEIN)

Projets en cours

Mouvement des virus de plante dans le cadre de réactions de défense des plantes

Porteur de projet : Manfred HEINLEIN

En utilisant le profilage d’ARN à grande échelle et des études génétiques chez les plantes modèles et les plantes d’intérêt agronomique, nous caractérisons le rôle des interactions entre le virus et son hôte au niveau de la défense de la plante (RNA silencing, PTI) et la contre-défense virale (suppression du silencing) dans la détermination de (a) l’efficacité de l’invasion de l’hôte par le virus, et (b) l’issue de l’infection par rapport à la maladie. Les gènes de l’hôte ciblées par de petits effecteurs d’ARN codées par le virus peuvent représenter des cibles importantes pour l’amélioration de plantes d’intérêt agronomiques, car ils peuvent être utilisés pour interférer avec l’invasion de virus à un stade très précoce et donc de empêcher la maladie.

Caractérisation des réponses de signalisation systémiques déclenchée par les virus

Porteur de projet : Manfred HEINLEIN

Grâce à l’utilisation d’un profilage tissu-spécifique, on caractérise le réseau protéiques et l’ARN provoquée par des signaux systémiques engendrées par des infections virales locales dans les feuilles. Les résultats attendus peuvent donner un aperçu des voies de signalisation systémiques qui permettent aux plantes de réagir à la présence de pathogènes viraux et de survivre dans leur environnement.

Développement de sprays génétiques contre les virus

Porteur de projet : Manfred HEINLEIN

Les virus provoquent de graves dommages sur les plantes cultivées et représentent une menace grave pour la sécurité alimentaire mondiale. L’impact des maladies due aux virus de plantes peut être restreint dans une certaine mesure par le contrôle des insectes vecteurs de virus ou en utilisant des cultivars résistants. Cependant, pour contrôler les épidémies de virus d’une manière plus écologique et flexible, de nouveaux outils et méthodes sont nécessaires. Comme approche potentielle, nous visons à développer et caractériser des vaccins à base d’ARN double brin qui déclenchent le RNA silencing antiviral permettant ainsi la protection contre le virus infectant.

Nanoparticules dérivés des virus de la plante pour l’imagerie et le traitement des cancers

Porteur de projet : Manfred HEINLEIN

Les nanoparticules jouent un rôle de plus en plus important comme transporteurs de drogues pour le traitement des maladies. Ensemble, avec des chercheurs de l’INSERM, nous développons des nanoparticules dérivés de virus comme une plate-forme pour l’expression et la livraison de médicaments anti-cancéreux.

Membres de l'équipe

Publications

  • NIEHL A., WYRSCH I., BOLLER T. and HEINLEIN M.

    Double-stranded RNA induces a pattern-triggered immune signalling pathway in plants

    New Phytologist, 211(3):1008-1019, 2016. | PMI27030513 :

  • HEINLEIN M.

    Plant virus replication and movement

    Virology, 479-480:657-671, 2015. | PMI25746797 :

  • AMARI K., DI DONATO M., DOLJA V.V. and HEINLEIN M.

    Myosins VIII and XI play distinct roles in replication and transport of Tobacco mosaic virus.

    PLoS pathogens, 10(10):e1004448, 2014. | PMI25329993 :

  • PENA E.J. and HEINLEIN M.

    Cortical microtubule-associated ER sites: organization centers of cell polarity and communication

    Current Opinion in Plant Biology, 16:764-773, 2013. | PMI24269577 :

  • NIEHL A., ZHANG Z.J, KUIPER M., PECK S.C and HEINLEIN M.

    Label-Free Quantitative Proteomic Analysis of Systemic Responses to Local Wounding and Virus Infection in Arabidopsis thaliana.

    Journal of Proteome Research, 12(6):2491-2503, 2013. | PMI23594257 :

Labels IBMP