Fuctional characterization of different candidate effectors from the root rot oomycete Aphanomyces euteiches
Caractérisation fonctionnelle de différents effecteurs candidats de l'oomycete Aphanomyces euteiches, parasite racinaire des légumineuses
Résumé
Oomycetes are eukaryote pathogens able to infect plants and animals. During host interaction, oomycetes secrete various molecules, named effectors, to counteract plant defence and modulate plant immunity. Crinklers (CRNs) and RxLR proteins represent the two main classes of cytoplasmic effectors described in oomycetes to date. Most of these effectors have not been yet characterized. In the root rot pathogen of legumes Aphanomyces euteiches, only the CRNs are present. Based on a previous study reported by our research group, we published an opinion paper focused on the emergence of DNA damaging effectors and their role during infection. Previous experiments indicated that one of these Crinklers, AeCRN5, harboured a functional translocation domain and dramatically disturbed root development. Here we reveal that AeCRN5 binds to RNA and interferes with biogenesis of various small RNAs, implicated in defence mechanisms or plant development. Additionally, comparative genetic analyses revealed a new class of putative effectors specific to Aphanomyces euteiches, composed by a large repertoire of small-secreted protein coding genes (SSP). Preliminary results on these SSPs point out that AeSSP1256 enhances host susceptibility. Functional characterisation of AeSSP1256 evidenced that this effector binds to RNA, relocalizes a plant RNA helicase and interferes with its activity, causing stress on plant ribosome biogenesis. This work highlights that various effector target nucleic acids and reveals that two effectors from distinct family are able to interact with plant RNA in order to interfere with RNA related defence mechanisms and plant development to promote pathogen infection.
Les oomycètes sont des microorganismes eucaryotes capables d'infecter des plantes ou des animaux. Lors de l'interaction avec leur hôte, les oomycètes produisent des molécules, appelées effecteurs, capables d'interagir avec des composants moléculaires des cellules de l'hôte afin de perturber les réponses de défense et ainsi favoriser le développement du microorganisme. Les Crinklers (CRNs) et les protéines à domaine RxLR représentent les deux grandes familles d'effecteurs cytoplasmiques décrites chez les oomycetes. La grande majorité de ces effecteurs ont cependant un mode d'action encore inconnu. Chez l'oomycète parasite racinaire des légumineuses Aphanomyces euteiches, il apparait que seuls les CRNs sont présents. En se basant sur des travaux précédemment publiés par notre équipe, nous proposons une revue sur le rôle de certains effecteurs engendrant des dommages sur l'ADN des cellules hôtes. De précédent travaux portant sur le Crinkler AeCRN5 ont démontré que cet effecteur possédait un domaine fonctionnel de translocation dans la cellule végétale et impactait fortement la croissance racinaire. Mes travaux révèlent que cet effecteur se lie à l'ARN de la cellule hôte et perturbe la biogenèse de petits ARN impliqués dans la défense ou dans la croissance de la plante. De plus, nous avons pu mettre en évidence une nouvelle classe d'effecteurs potentiels composée de petites protéines sécrétées appelées SSP, spécifiques d'Aphanomyces euteiches. Les premières analyses sur ces SSP ont montré que AeSSP1256 augmente la sensibilité de la plante hôte. L'analyse fonctionnelle de cet effecteur a révélé que AeSSP1256 est capable de se lier à l'ARN ainsi qu'à une RNA helicase de la plante, perturbant son activité et engendrant un stress nucleolaire, perturbant la biogénèse des ribosomes. Ces travaux mettent en évidence que les acides nucléiques peuvent être la cible de différents types d'effecteurs et démontrent que deux effecteurs de familles différentes sont capables de se lier aux ARN afin de perturber des mécanismes de défense et de croissance de la plante, favorisant le développement du microorganisme.
Origine : Version validée par le jury (STAR)