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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes - LIPM

Laboratoire des Interactions Plantes-Microorganismes

Thèmes de recherche - Réponses aux stress et signaux de l'environnement des rhizobia

La réponse générale au stress chez Sinorhizobium meliloti

Cette réponse a été bien étudiée chez Escherichia coli : en réaction à des conditions de stress variées, le facteur sigma alternatif sigmaS s’accumule et permet à l’ARN polymérase de transcrire des centaines de nouveaux gènes, dont certains sont impliqués dans des mécanismes d’adaptation aux stress. Ceci permet ainsi à la bactérie non seulement de survivre au stress inducteur, mais aussi de se préparer à d’autres stress potentiels qu’elle pourrait affronter dans le futur, notamment en période de carence prolongée. Cette protection multiple et préventive est supposée importante pour la survie des bactéries dans la nature. Cependant, aucun homologue de sigmaS n’est codé par le génome de S. meliloti, ni des autres α-protéobactéries.

Pour la première fois, nous avons identifié le facteur sigma RpoE2 comme étant un régulateur majeur de la réponse générale au stress chez S. meliloti (Sauviac et al. 2007). En effet, en réponse à de nombreuses conditions de stress, RpoE2 contrôle l’expression de plus d'une centaine de gènes (Sallet et al. 2013), dont certains gènes de résistance au stress. Les orthologues de RpoE2 sont largement distribués au sein des a-protéobactéries, où ils jouent des rôles variés dans l’adaptation aux stress et/ou la colonisation de l’hôte, ce qui suggère que ces facteurs sigma sont les analogues fonctionnels de sigmaS d’E. coli. Plus récemment, nous avons caractérisé le mécanisme d’activation de RpoE2 en réponse au stress. Un modèle complexe a été proposé, impliquant 2 anti-sigma et 2 anti-anti-sigma agissant ensemble dans une cascade de partner-switching (Bastiat et al. 2010).

Nos objectifs actuels sont i) de mieux caractériser la réponse RpoE2-dépendante, en particulier les mécanismes de perception des stress et de transduction du signal, ii) de mieux comprendre les fonctions physiologiques de la réponse RpoE2-dépendante, notamment les mécanismes impliqués dans la réparation des cassures double brin de l'ADN, iii) d’identifier d’autres régulateurs impliqués dans la réponse générale au stress chez S. meliloti.

Etude de la réponse au NO chez Sinorhizobium meliloti

Le NO (oxyde nitrique) est un des messagers de communication cellulaire parmi les plus étudiés chez les eucaryotes. Chez les animaux comme chez les plantes, le NO à concentrations toxiques fait également partie de l’arsenal de défense de l’hôte contre l’infection par des bactéries pathogènes. Il a récemment été observé que du NO était aussi présent dans les nodules induits par S. meliloti sur les racines de M. truncatula, notamment dans les cellules infectées par les bactéries. Du NO est également produit dans le sol par les bactéries dénitrifiantes. Dans les deux cas, cette molécule toxique peut représenter un stress pour S. meliloti, et il est intéressant de comprendre comment cette bactérie répond à la présence de NO. Nous avons montré, en réalisant des études transcriptomiques sur des bactéries en culture, que le NO induisait l’expression d’une centaine de gènes et nous avons identifié les deux régulateurs majeurs (FixLJ et NnrR) impliqués dans la réponse bactérienne au NO (Meilhoc et al. 2010). Nous avons montré que l’un des gènes du stimulon NO, hmp, code pour une flavohémoglobine impliquée dans le processus de détoxification du NO chez S. meliloti. L’utilisation de hmp comme outil pour moduler la quantité de NO in planta nous a permis de mettre en évidence un double rôle du NO : positif sur les premières étapes de la symbiose et négatif sur l’efficacité de la fixation symbiotique (del Giudice et al. 2011).

Nos objectifs actuels sont :1) l’analyse du rôle de la réponse bactérienne au NO dans la symbiose 2) la caractérisation des différents rôles du NO au cours des étapes successives de la symbiose.

Financements en cours

  • ANR STAYPINK 2016-2019 (Coord. C. Bruand)
  • TULIP New Frontiers 2016-2018 (B. Gourion)
  • INRA SPE 2016-2019 (B. Gourion)
  • ANR Trolesinfidels 2018-2022 (B. Gourion)
  • FRAIB ILUMINER 2018-2020 (JM. Couzigou LRSV/B. Gourion LIPM)