Projet H2020 EPILIPIN : Décrypter le rôle des oxylipines dans les mécanismes épigénétiques qui contrôlent l'immunisation des plantes

La production/signalisation d’oxylipines est nécessaire à la mémoire de stress transgénérationnelle :
Tout d’abord, nous avons établi un test d’amorçage intragénérationnel (résistance systémique acquise, SAR) et transgénérationnel (résistance transgénérationnelle acquise, TAR) contre le pathogène biotrophique Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa) dans le laboratoire hôte. Nous avons constaté que les mutants altérés dans la production/signalisation de l'oxylipine ne parvenaient pas à afficher le TAR, révélant un rôle important des voies de l'oxylipine dans la mémoire du stress transgénérationnel.

Interaction entre les oxylipines et les voies épigénétiques :
Pour déterminer l’interaction entre l’oxylipine et les voies épigénétiques, nous avons analysé la capacité des mutants de (dé)méthylation de l’ADN à percevoir les composés d’oxylipine. Étant donné que les mutants de (dé)méthylation de l'ADN n'ont pas été affectés dans la perception de l'oxylipine, nos résultats semblent positionner la signalisation de l'oxylipine en amont de l'empreinte épigénétique dans la cascade médiant l'amorçage. De plus, les mutants présentant un défaut de production/perception d'oxylipines ont été modifiés dans leur réponse aux composés altérant l'épigénome, ce qui indique une altération du paysage épigénétique ou de la plasticité épigénétique chez les mutants susmentionnés.

Caractérisation des gènes liés aux oxylipines dans la mobilisation de la machinerie épigénétique :
Nous avons conçu des marqueurs Chop-PCR pour réaliser un profil approximatif de méthylation de l'ADN pour les mutants liés à l'oxylipine dans des conditions basales et en réponse à une infection. Nos résultats ont confirmé la nécessité d’une production/signalisation d’oxylipines pour les changements de méthylation de l’ADN activés en réponse à une attaque pathogène. Pour valider ces résultats, nous avons tiré parti du gène Ep5C, précédemment utilisé dans la construction du rapporteur Ep5C::GUS pour identifier les mutants défectueux en méthylation de l'ADN associés à l'amorçage immunitaire. Nous avons observé une induction constitutive de la construction lors de l'introgression dans les mutants apparentés à l'oxylipine susmentionnés, imitant les mutants déficients en méthylation de l'ADN et renforçant l'idée que les voies de l'oxylipine médient les changements de méthylation de l'ADN associés à la défense et à l'amorçage des plantes.

Positionnement du stress mitochondrial dans la cascade de signalisation :
Au cours du développement du projet, divers résultats produits par le groupe dans le cadre d’autres avancées dans le domaine ont souligné un rôle important des mitochondries dans la voie de signalisation des oxylipines. Étant donné que a) la signalisation de l’oxylipine implique des changements mitochondriaux, b) les mutants défectueux en oxylipine sont altérés dans les protéines mitochondriales, et c) la production de donneurs de groupes méthyles pour les marques épigénétiques a lieu en partie dans les mitochondries ; Nous avons développé un modèle de travail dans lequel la signalisation déclenchée par la reconnaissance des agents pathogènes et médiée par les oxylipines induirait des changements mitochondriaux qui affectent le dépôt de marques épigénétiques sous-jacentes à la mémoire du stress (amorçage). Par conséquent, le stress mitochondrial a induit un phénotype de résistance très fort contre le pathogène biotrophe Hpa. L’induction susmentionnée du stress mitochondrial a été suffisante pour déclencher à la fois le SAR et le TAR, soutenant ainsi notre modèle.

En résumé, nos résultats démontrent que des oxylipines spécifiques et des protéines apparentées sont nécessaires à l’amorçage immunitaire des plantes, la cible la plus prometteuse pour le développement de stratégies alternatives et, espérons-le, plus durables de protection des cultures, l’une des priorités de l’Union européenne. Au-delà de nos ambitions initiales, les données obtenues dans le cadre des avancées récentes dans ce domaine nous ont permis de placer les mitochondries au centre des cascades de signalisation intracellulaire qui médiatisent la mémoire épigénétique du stress.

Afin de maximiser l’impact sur la communauté scientifique, les résultats de ce projet ont été diffusés lors de six réunions nationales et internationales et de trois séminaires invités. Les résultats seront publiés dans des revues à fort impact, consolidant le haut niveau du groupe et du centre de recherche, ainsi que ma position dans le domaine. J'ai également participé à des séminaires pour le groupe d'accueil et le centre de recherche, et j'ai continué ma contribution active aux sociétés et communautés scientifiques. Conscient de l’importance de la communication, j’ai participé à diverses activités d’enseignement et de sensibilisation, promouvant l’intérêt du public pour la science et les investissements de l’UE dans la recherche, tout en m’engageant et en comprenant mieux leurs préoccupations et leurs priorités. Nous évaluerons bientôt la traduction de certains résultats dans le développement de stratégies de sécurité alimentaire durables, en tirant parti de l'infrastructure du centre (départements de transfert de technologie CNB/CSIC).