Pour cette étude, neuf espèces, représentées par 20 séquences différentes de MIFs ont été choisies comme représentatives, à la fois, d’une grande diversité de taxons, mais aussi de modes de vie (libre, ou parasite de plantes ou d’animaux) différents.
Les protéines MIFs choisies sont les suivantes :
- MiMIF1 et MiMIF2, de Meloidogyne incognita. Cette espèce est un nématode parasite de plantes, qui provoque des galles racinaires. Son génome est composé d’une duplication complète et de plusieurs duplications partielles. Ainsi, il existe 5 gènes MIF dans le génome de Meloidogyne incognita, mais le gène MiMIF1.2 est identique à MiMIF1 à 99% (donc non testé) et le gène MiMIF2.2 est identique à MiMIF2 à 96% (donc non testé). Le cinquième gène, lui, n’est que partiel. Les deux gènes choisis sont situés sur le même scaffold, à une faible distance génique. Ces deux gènes étant probablement sous le contrôle d’un même promoteur, ils ont également été testés pour leur potentiel effet synergique sur la modulation de la mort cellulaire.
- BxMIF1 et 2, de Bursaphelenchus xylophilus. Cette espèce est aussi un nématode parasite de plantes, ayant pour vecteur de nombreux insectes tels que les longicornes. C’est une espèce invasive, occasionnant d’important dégâts sur les pins notamment en Amérique. En dehors de l’impact écologique de l’espèce, les deux protéines ont aussi été choisies pour leur position dans les reconstructions phylogénétiques. En effet, BxMIF2 groupe avec les MIFs des nématodes parasites de plantes de type Meloidogyne, alors que BxMIF1 groupe avec les MIF des insectes (Figure 17). Il est donc particulièrement intéressant de comparer la potentielle activité sur la mort cellulaire de ces deux protéines. Bursaphelenchus xylophilus possède trois autres protéines MIF, mais celles-ci (BxMIF3 à 5) diffèrent très peu de BxMIF1 et ont la même localisation dans la phylogénie. Elles n’ont donc pas été testées.
- WbMIF1 de Wuchereria bancrofti, un nématode parasite qui provoque la filariose de Bancroft chez l’homme. Ce parasite provoque un épaississement de la peau et une hypertrophie des tissus cutanés due à l’obstruction progressive de la circulation lymphatique [177]. Cette pathologie peut conduire au développement d’un éléphantiasis (pachydermie d’aspect monstrueuse due à l’hypertrophie marquée de tissus cutanés) et au développement parallèle d’infections bactériennes (streptocoques, …) dues aux nombreuses lésions cutanées. Les MIFs de cette espèce sont sécrétées au cours de l’infection par le parasite et sont nécessaires à la manipulation de l’immunité de l’hôte vertébrés par le parasite [11, 116, 175].
- CeMIF1 de Caenorhabditis elegans. Cette espèce est le nématode modèle. C’est une espèce libre, bactériophage. Elle a été choisie à titre comparatif afin de déterminer si l’inhibition ou l’activation de la mort cellulaire est spécifique des espèces parasites. - SlMIF1, SlMIF2, SlMIF3 et SlMIF4 de Solanum lycopersicum. La tomate est une plante
d’intérêt agronomique majeur, en particulier dans le sud de la France. Pour cette solanacée, nous disposons actuellement d’un grand nombre de données génomiques et transcriptomiques qui confirme l’existence des protéines MIFs, mais il n’existe pas d’étude fonctionnelle sur leur rôle. Ces protéines ont été choisies pour tester celles d’une plante (libre, autotrophe).
- AtMDL1, AtMDL2 et AtMDL3 d’Arabidopsis thaliana. Cette espèce est la plante modèle en biologie végétale. Tout comme pour Solanum lycopersicum, nous disposons actuellement d’un très grand nombre de données génomiques et transcriptomiques. Les analyses au laboratoire ont pu montrer qu’il existait deux variants d’épissage issus des
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gènes atmdl1 et 2. Les protéines correspondantes ont donc été notés AtMDL1.1, 1.2, 2.1 et 2.2.
- PiMIF1 et PiMIF2 de Phytophthora infestans. Cet oomycète parasite de plantes est responsable du mildiou sur les solanacées, notamment de la pomme de terre et la tomate. L’ensemble des Phytophthora analysés dispose de deux copies de MIFs issues d’une duplication récente. Les deux gènes codant pour les protéines MIF chez ces espèces sont très proches et parfois organisés en opéron. Ces deux protéines ont donc également été étudiées pour leur potentiel rôle synergique dans l’inhibition de la mort cellulaire. - PfMIF de Plasmodium falciparum. Il s’agit de l’agent infectieux responsable du
paludisme. Le paludisme est la plus importante parasitose humaine à l’échelle mondiale, responsable de plus de 400 000 morts par an (Chiffre de l’OMS, 2015). Il est estimé que près de la moitié de la population mondiale est exposée au risque du paludisme. PfMIF est capable d’agir sur l’immunité humaine, notamment en induisant une diminution du nombre de lymphocytes T [15]. Tout comme l’ensemble des parasites d’animaux chez les Alvéolates, P. falciparum ne possède qu’un seul gène MIF.
- HsMIF d’Homo sapiens. Cette séquence étant la plus étudiée et fonctionnellement caractérisée, elle a été intégrée dans l’analyse à titre de contrôle (puisque son action sur la mort cellulaire en système animal est mieux connue).
Pour une meilleure compréhension des résultats, une courte phylogénie a été réalisée ne comprenant que les MIFs sélectionnées pour l’analyse (Figure 21).
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Toutes ces protéines MIFs ont donc été testées pour leur éventuel rôle dans la modulation de la mort cellulaire, à la fois sur l’induction et l’inhibition de celle-ci en cellule végétale.
Figure 21 – Phylogénie des protéines MIFs testées pour leur rôle dans la modulation de la mort cellulaire
Reconstruction phylogénétique basée sur l’inférence Bayesienne. La séquence de la protéine MIF bactérienne de Synechococcus a été utilisée pour enraciner l’arbre. Les probabilités d’existence des branches sont indiquées au-dessus de celles-ci. Cette phylogénie restreinte suit la phylogénie générale présentée en Figure 14.
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