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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Offres de stage - Master

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L'équipe IPN (Interactions Plantes-Nématodes) propose 2 offres de stages niveau Master

Analyse du rôle de la famille miR164 dans la formation de cellules racinaires géantes induites par les nématodes à galles

Encadrante : Stéphanie Jaubert-Possamai (stephanie.jaubert@inrae.fr) 0492386464

Les nématodes à galles sont des vers endoparasites biotrophes responsables de pertes majeures pour l'agriculture mondiale. Une étape clé dans l'interaction entre la plante et le nématode à galles est l'induction par le nématode de la formation de cellules végétales géantes dans la racine infestée. En réponse aux signaux émis par le nématode, les cellules du parenchyme racinaire se redifférencieront et se transformeront en cellules hypertrophiées et multinucléées, appelées cellules géantes. La formation de ces cellules géantes est le résultat de divisions nucléaires successives sans division cellulaire et d’une croissance isotropique. Les analyses de transcriptomes réalisées chez de nombreuses plantes ont identifié un grand nombre de gènes dont l'expression est modifiée en réponse à une infection par des nématodes. Cependant, les mécanismes de régulation de l'expression des gènes dans ces cellules géantes restent encore inexplorés à ce jour.

Ce projet propose d'explorer les mécanismes régulant cette reprogrammation de l'expression génique impliquée dans la formation des cellules géantes de la plante. Ces dernières années, il a été clairement établi que les petits ARN non codants jouent un rôle clé dans la régulation de l'expression génique chez les eucaryotes. En particulier, les microARN, ARN non codants d'une vingtaine de nucléotides, induisent une répression post-transcriptionnelle impactant fortement les niveaux d'expression des gènes. Pour caractériser le rôle des microARN dans la formation des cellules nourricières, nous avons analysé les populations de microARN dans les cellules nourricières de tomate par séquençage haut débit. Cette approche nous a permis d'identifier la famille miR164 miRNA dont l'expression est modifiée lors de la formation du site nourricier. Ces microARN différentiellement exprimés dans les galles sont des candidats robustes pour réguler la formation de cellules géantes.

Le but de ce stage est de caractériser la fonction de la famille miR164 de la plante lors de la réponse à l'infection par les nématodes à galles. Cette analyse fonctionnelle de la famille miR164 et des facteurs de transcription réprimés par miR164 implique 1) la caractérisation de l'expression des différents membres de la famille miR164 ainsi que celle des gènes ciblés par PCR quantitative, 2) la localisation de l'expression de cette famille de miARN par observation en microscopie confocale de racines de plantes transgéniques exprimant une protéine fluorescente et enfin 3) l'étude de l'effet de la modification de l'expression de la famille miR164 ou de ses cibles sur la sensibilité des plantes au nématode à galles en utilisant des plantes transgéniques (tomate ou Arabidopsis).

Références Bibliographiques :

Medina C. et al. (2017) Characterisation of microRNAs from Arabidopsis galls highlights a role for miR159 in the plant response to the root-knot nematode Meloidogyne incognita. New Phytologist : 216(3):882-896. doi: 10.1111/nph.14717

Etude des tétraspanines et du trafic vésiculaire dans la formation des cellules géantes induites par les nématodes à galles

Encadrante : Stéphanie Jaubert-Possamai (stephanie.jaubert@inrae.fr) 0492386464

    Les tétraspanines sont une famille de protéines transmembranaires et sont des marqueurs des exosomes. Chez les mammifères, ces protéines sont impliquées dans de nombreuses pathologie et jouent un rôle clef dans des processus divers comme la dissémination des métastases dans de nombreux cancers ou l’internalisation des particules virales. Chez les plantes il existe de nombreuses tétraspanines, toutefois leur rôle reste très peu connu.
Il a été très récemment montré que des tétraspanines étaient localisées dans les membranes vésicules extracellulaires de type exosomes chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Les petits ARN non codant contenus dans ces vésicules sont délivrés par la cellule végétales dans les microorganismes phytopathogènes plantes afin de réguler leur pathogénicité. Les petits ARN et les exosomes semblent donc être de nouveaux acteurs majeurs de la défense des plantes.
Les nématodes à galles sont des vers endoparasites biotrophes qui initient la formation de cellules racinaires géantes dans la plante infestée. En réponse à des signaux émis par le nématode, des cellules ciblées vont se redifférencier et se transformer en cellules hypertrophiées et multinucléées, appelée cellules géantes. La formation de ces cellules géantes est le résultat de divisions nucléaires successives sans division cellulaire et d’une croissance isotropique. Les analyses du transcriptome complet réalisées chez de nombreuses plantes ont permis d’identifier de très nombreux gènes dont l’expression est modifiée en réponse à l’infection par les nématodes. Toutefois, les mécanismes régulant l’expression des gènes au sein de ces cellules géantes restent inexplorés à ce jour.
Ce projet propose d’explorer le rôle des exosomes et plus largement du traffic vésiculaire lors de la formation des cellules géantes de la plante chez la plante Arabidopsis thaliana. Des résultats préliminaires obtenus par analyse du transcriptome de racines infectées d’Arabidopsis et de tomate ont montré une répression de l’expression de gènes de la famille des tétraspanines lors de la formation des cellules géantes.
Le stage aura pour but de d’étudier le traffic vésiculaire dans les cellules racinaires lors de la formation des cellules géantes. Pour cela, la localisation des différents types de vésicules sera analysée en observant, au microscope confocal, des plantes transgénique d’Arabidopsis exprimant les marqueurs fluorescents spécifiques de chaque type de vésicules (exosomes, endosome, golgi etc….). Des lignées exprimant des marqueurs des différents compartiments cellulaires seront également étudiées.

Références Bibliographiques :

Medina C. et al. (2017) Characterisation of microRNAs from Arabidopsis galls highlights a role for miR159 in the plant response to the root-knot nematode Meloidogyne incognita. New Phytologist : 216(3):882-896. doi: 10.1111/nph.14717
Cai C. et al. (2018) Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes. Science 360(6393):1126-1129. doi: 10.1126/science.aar4142