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Les protéines virales unissent leurs forces pour réduire les "boucliers" de défense des plantes


De nouvelles recherches, menées par des scientifiques de l'Université de l'État de Washington, sur la façon dont les protéines virales interagissent et peuvent être désactivées promettent d'aider les plantes à se défendre contre les virus et, en fin de compte, à prévenir les pertes de récoltes.

L'étude publiée dans Frontiers in Plant Science a révélé que les protéines virales interagissent les unes avec les autres pour aider un virus à détourner sa plante hôte et à terminer son cycle de vie. Lorsque certaines de ces protéines virales ont été désactivées, les chercheurs ont découvert que le virus ne pouvait pas se déplacer d'une cellule à l'autre. Ces protéines remplissent également une double fonction, induisant également des maladies.

"Ces protéines suppresseurs de silence interagissent les unes avec les autres dans une danse continue et hautement coordonnée pour aider le virus à surmonter la défense de l'hôte", a déclaré le virologue de la WSU Hanu Pappu, l'auteur principal de l'article.

Des informations sur la dynamique de ces interactions pourraient fournir des indices pour les bloquer, a ajouté Pappu.

"Nous utilisons des approches d'édition du génome pour faire exactement cela", a-t-il déclaré. "Furthermore nous comprenons remark ces virus font tomber les "boucliers" défensifs et provoquent des maladies, furthermore nous avons de prospects de sauver les plantes des envahisseurs viraux."

Une course aux armements silencieuse en coulisses entre les plantes et les virus qui s'en nourrissent dure depuis des millions d'années. Selon l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), les maladies virales coûtent chaque année in addition d'un milliard de dollars de pertes aux cultures vivrières, fourragères et à fibres.

Les plantes ont développé un système de défense sophistiqué pour se protéger de l'infection, impliquant des événements cellulaires hautement chorégraphiés qui sont déclenchés par une attaque virale, a déclaré Pappu. Les plantes utilisent une défense moléculaire appelée interférence ARN, ARNi en abrégé, qui coupe l'acide nucléique viral entrant, empêchant le virus de réquisitionner les cellules hôtes. Les virus ont à leur tour évolué, produisant des molécules appelées «protéines suppressives de silence» qui peuvent désactiver les défenses ARNi de leurs hôtes.

"La Fédération contre les Klingons de Star Trek se joue dans la vraie vie", a déclaré Pappu. "Lorsque la plante détecte une attaque par un virus, ses" boucliers "se lèvent. Les virus trouvent des moyens d'abaisser les boucliers ou de les traverser et finalement de prendre le contrôle de la plante."

Pappu, titulaire de la chaire dotée de Chuey et professeur émérite Samuel H. Smith au département de phytopathologie de la WSU, étudie les protéines virales qui suppriment ou échappent aux défenses des plantes, en concevant finalement des moyens d'aider les plantes à repousser les brokers pathogènes. Lui et son équipe ont étudié un groupe d'agents pathogènes appelés géminivirus - parmi les virus les moreover destructeurs de cultures dans de nombreuses régions du monde.

L'auteur principal Ying Zhai, associé de recherche de la WSU, a entrepris d'identifier les protéines virales qui suppriment les défenses et de comprendre comment ces molécules interagissent avec d'autres protéines virales lors de l'infection. En collaboration avec Anirban Roy et son équipe à l'Indian Agricultural Investigate Institute, elle a examiné un géminivirus spécifique et dommageable, le virus de la mosaïque des veines jaunes de Croton. Ying et Roy ont appris où se trouve le suppresseur de silence viral dans les cellules, comment il interagit avec les cellules et provoque des symptômes, et remark il aide le virus à se déplacer d'une cellule à l'autre.

En utilisant une approach appelée microscopie confocale, qui concentre un faisceau de lumière étroit sur une petite zone cible, le co-auteur Dan Mullendore du Franceschi Microscopy and Imaging Center de WSU a étudié les protéines virales individuelles et où elles se localisent à l'intérieur des cellules hôtes.

Alors que la plupart des virus fabriquent une protéine avec une fonction spécifique pour vaincre leur hôte, Zhai et Roy ont découvert que ce géminivirus contenait non seulement une mais quatre protéines différentes qui participent à la réduction des défenses des plantes. En utilisant des méthodes moléculaires et microscopiques très sensibles, ils ont découvert que ces protéines virales interagissaient pour aider le virus. Lorsque certains étaient handicapés, le virus ne pouvait pas se propager dans l'usine.

Parmi les autres co-auteurs de l'étude figurent Hao Peng du Département de pathologie végétale de la WSU  et Gurpreet Kaur, Bikash Mandal et Sunil Kumar Mukherjee du Centre avancé de virologie végétale, Institut indien de recherche agricole, New Delhi.

Le projet a été soutenu par le financement du National Institute of Foodstuff and Agriculture Hatch Act du Département américain de l'agriculture.