Mécanismes de régulation des ERF, bHLH et bZIP, TF jouant un rôle important dans

Nous avons décrit précédemment le rôle de nombreux facteurs de transcription dans l’intégration des voies de signalisation SA, JA et ET (§3, Figure 21). Ici, nous aborderons différents mécanismes de régulation des complexes transcriptionnels par la cellule afin de contrôler finement la mise en place des réponses de défense.

4.3.1 Des facteurs transcriptionnels de type ERF contiennent des domaines

répresseurs.

Les facteurs de transcription de type ERF (Ethylene Responsive Factor, 65 membres), sous groupe de la famille des facteurs AP2/EREBP, interviennent dans les voies de signalisation ET et JA en réponse aux agents pathogènes (Gutterson and Reuber, 2004; Lorenzo et al., 2003b; McGrath et al., 2005; Nakano et

al., 2006; Onate-Sanchez and Singh, 2002; Pre et al., 2008). Ils possèdent un domaine conservé de 58 à

59 acides aminés, appelé « ERF domain », qui se lie spécifiquement à une séquence cis de type GCC. Ces boîtes sont retrouvées dans de nombreux promoteurs de gènes PR, comme les gènes PDF1-2, ChiB ou Thi2.1 (Singh et al., 2002). Plusieurs membres de cette famille ont en effet été identifiés comme des

Figure 30: Mécanisme de répression de gènes de défense par LSD1 (D’après Garcia et Parker, 2009). Le régulateur négatif LSD1 de la mort cellulaire interagit avec le TF bZIP10, ce qui a pour conséquence de le séquestrer dans le cytoplasme, bloquant l’activation de ses gènes cibles. En réponse à un stimulus (agents pathogènes, ROS), bZIP10 est libéré du complexe et est transloqué dans le noyau afin d’activer les gènes de défense, menant à la résistance et la HR.

Cytoplasme Noyau Gènes de défense Agents pathogènes ROS A. Conditions normales B. Interactions pathogènes

Gènes de réponse à JA Gènes de réponse à JA

dont les JAZ gènes

Figure 29 : Modèle d’activation de MYC2 par ubiquitination des JAZ protéines chez Arabidopsis. (D’après Chico et al., 2008)

A. Dans les conditions normales, l’activité de MYC2 est réprimée par son interaction directe avec les protéines JAZ. B. Au cours d’une interaction pathogène, le JA synthétisé interagit avec JAZ et SCFCOI1, qui va provoquer l’ubiquitination de JAZ et sa dégradation par le protéasome 26S, libérant ainsi MYC2. MYC2 peut induire l’expression des gènes de réponse à JA incluant les gènes JAZ. Puis les nouvelles protéines JAZ restaurent à nouveau la répression de MYC2, permettant ainsi un rétrocontrôle négatif.

régulateurs positifs de l’expression de ces gènes et augmentent la résistance à différents agents pathogènes, biotrophes ou nécrotrophes (Berrocal-Lobo et al., 2002; Gu et al., 2002; McGrath et al., 2005). Néanmoins, 14 ERF d’Arabidopsis contiennent un domaine répresseur EAR (ERF-Associated amphiphilic Repressor) (Nakano et al., 2006), pour lesquels la fonction a été montrée. Par exemple, la surexpression d’AtERF4, qui contient un domaine EAR, réduit l’induction de PDF1-2 par le méthyljasmonate et la résistance des plantes à Fusarium oxysporum (McGrath et al., 2005). Certains membres de cette famille jouent le rôle d’intégrateur entre les voies de signalisation JA- et ET- dépendantes, comme ERF1 (Lorenzo et al., 2003b) ou plus récemment ORA59 (Pre et al., 2008).

4.3.2 Une dé-répression de facteurs transcriptionnels de type bHLH pour une

activation de la défense.

Le facteur de transcription de type bHLH-LZ (basic Helix-Loop-Helix Leucine-Zipper) AtMYC2 exerce une régulation différente sur l’expression des gènes de réponse à JA : (i) une activation des gènes classiquement associés à la réponse systémique et à la blessure, et (ii) une répression des gènes habituellement associés à la réponse aux agents pathogènes. De façon intéressante, ERF1 régule de façon opposée à AtMYC2 ces deux groupes de gènes marqueurs (Lorenzo et al., 2004). Ces résultats illustrent l’existence de 2 branches dans la signalisation par JA régulées de façon antagoniste par ERF1 et AtMYC2 et en rapport avec les 2 grands types de stress impliquant JA : la blessure et l’attaque par un agent pathogène (Figure 28). Par ailleurs, des découvertes récentes ont montrées que les répresseurs transcriptionnels JAZ (Jasmonate ZIM domain) sont des régulateurs clés de la réponse au JA, notamment d’AtMYC2. En effet, JA active l’interaction entre les protéines JAZ et l’ubiquitine ligase SCFCOI1, conduisant à la dégradation de JAZ par le protéasome 26S. D’autre part, le TF MYC2 interagit physiquement avec JAZ3. Le modèle de régulation est donc le suivant (Figure 29) (Staswick, 2008) : (i) en l’absence d’interaction, JAZ3 interagit avec MYC2, ne permettant pas à celui-ci d’activer les gènes de réponse au SA (Figure 29A), (ii) au cours de l’interaction, la synthèse de JA et de ses conjugués est activée, permettant l’interaction de SCFCOI1 avec JAZ menant à la dégradation de JAZ et à la libération de MYC2. MYC2 active alors ses gènes cibles, dont font partie les gènes JAZ. L’expression des gènes JAZ va donc permettre la reformation du complexe répresseur JAZ-MYC2, éteignant de ce fait son activité transcriptionnelle (Chico et al., 2008) (Figure 29B). Ce mécanisme permet de maintenir les composantes de l’activation transcriptionnelle éteintes jusqu’à un stimulus particulier, ici le JA, qui les libère du complexe inactif sur l’ADN pour moduler l’expression des gènes de défense.

4.3.3 Une relocalisation de facteurs transcriptionnels de type bZIP pour un contrôle de

leur activité transcriptionnelle

D’autres mécanismes contrôlent l’activation des gènes par les facteurs de transcription, notamment en contrôlant leur localisation dans la cellule. Chez Arabidopsis, le régulateur négatif de la mort cellulaire LSD1 interagit dans le cytoplasme avec le TF nucléo-cytoplasmique AtbZIP10, le retenant ainsi dans le cytoplasme. Dans le mutant lsd1, il y a une diminution de l’induction des ROS et de la résistance au pathogène, en partie due à la relocalisation en absence de LSD1 d’AtbZIP10 dans le noyau, où il active les gènes de defense (Kaminaka et al., 2006) (Figure 30).

INTRODUCTION Chapitre II : Le contrôle moléculaire de la HR

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