Stéphane Genin: Mechanisms of pathogenesis in plant pathogenic Ralstonia: lessons learned from -omics and systems biology (Séminaire invité Equipe CRP)
Stéphane Genin, DR1 CNRS, HDR, Responsable de l'équipe RAP (Pouvoir Pathogène de Ralstonia et Adaptation à son environnement) du LIPME (Laboratoire des Interactions Plantes - Microbes - Environnement) à Toulouse
Notre recherche vise à comprendre les mécanismes moléculaires permettant à la bactérie pathogène Ralstonia solanacearum de promouvoir la maladie sur une large gamme de plantes hôtes. R. solanacearum, agent causal du flétrissement bactérien, est probablement l'une des phytobactérioses les plus destructives au monde, infectant plus de 200 espèces de plantes réparties dans plus de 50 familles botaniques, et comprenant des espèces agronomiques majeures comme la tomate, la pomme de terre, mais aussi l'arachide et le bananier. D'autres plantes modèles telles que Arabidopsis ou Medicago sont également des hôtes pour cette bactérie, ce qui a facilité l'étude des mécanismes mis en jeu lors de l'interaction entre la plante et l’agent pathogène.
Nous avons développé des approches génétiques et génomiques sur la souche modèle R. solanacearum GMI1000 qui ont permis d'identifier des déterminants essentiels au pouvoir pathogène, tel que le système de sécrétion de Type 3. Ce système de sécrétion, présent chez de nombreuses bactéries pathogènes, est une structure sophistiquée permettant à l’agent pathogène de manipuler la physiologie de son hôte grâce à l'injection de protéines de virulence bactériennes (appelées effecteurs) dans les cellules hôtes.
Nous avons identifié plus de soixante-dix effecteurs protéiques chez R. solanacearum. Les activités moléculaires de la plupart de ces effecteurs sont toujours inconnues, et cette étude représente un axe de recherche majeur de notre équipe pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents de la maladie. Dans ce cadre nous recherchons des cibles végétales de ces effecteurs, cibles directes ou indirectes liées à la résistance ou à la sensibilité chez Arabidopsis et chez la Tomate.
Nous nous intéressons également aux mécanismes d’adaptation de la bactérie à son environnement, et notamment à son exceptionnelle capacité à coloniser une large gamme d’hôte. Nous avons ainsi développé une approche d'évolution expérimentale dans laquelle, par des inoculations répétées sur une plante donnée, des variants présentant des gains d’adaptation parasitaire ont été identifiés. La caractérisation des altérations génétiques ou épigénétiques de ces variants à déjà permis de montrer le rôle d’un réseau complexe de régulation des fonctions de virulence dans ces processus d’adaptation. Ces travaux ont récemment été complétés par une approche de biologie des systèmes visant à reconstruire le réseaux métabolique de R. solanacearum et le réseau de régulation de la virulence afin d’étudier l’interconnexion étroite entre métabolisme et virulence. Nous avons également entamé une modélisation de la dynamique infectieuse du pathogène.