Les récepteurs intracellulaires de type NOD-Like receptors (NLR) jouent un rôle important dans l'immunité des plantes. Les températures élevées atténuent souvent les réponses immunitaires médiées par les NLRs, en particulier les membres des NLRs à domaines Toll/interleukin-1 (TIR), également connus sous le nom de TNLs. Cependant, les mécanismes moléculaires qui sous-tendent cette inhibition sont mal compris. Les domaines TIRs isolés de TNLs sont suffisants pour induire une signalisation immunitaire lorsqu'ils sont exprimés seuls. Il est intéressant de noter que les réponses immunitaires induites par les TIRs isolés ne sont pas affectées par une température élevée, contrairement aux réponses induites par les TNLs pleine longueur, ce qui suggère que la signalisation en aval de l'activation des TIRs est thermostable. Bien que des découvertes importantes aient été faites ces dernières années sur la manière dont les protéines TIR induisent la signalisation en aval, il subsiste encore des zones d'ombre dans notre compréhension de la régulation et de la fonction et la signalisation des domaines TIR. Dans ce contexte, mon projet de thèse s'articulait autour de deux objectifs : - comparer et caractériser l'effet d'une température élevée sur la voie de signalisation induite en aval des domaines TIR isolés par rapport aux TNLs pleine longueur ; - développer une approche de marquage de proximité pour identifier de nouveaux régulateurs de la fonction et de la signalisation des domaines TIR.
Dans le premier objectif, nous avons montré que les domaines TIRs isolés de TNLs précédemment caractérisés partagent des composantes de signalisation de la voie des TNLs, dont EDS1, les helper NLRs, et l'activation du secteur de l'acide salicylique. Lors de l'activation des TIR isolés, ces composantes de signalisation sont maintenues et fonctionnelles à température élevée (30°C), mais pas lors de l'activation des TNLs pleine longueur. Ceci suggère que la température n'affecte pas la signalisation en aval des TNLs pleine longueur, mais plutôt le récepteur lui-même. Dans le deuxième objectif, nous avons développé une approche de marquage de proximité pour déterminer le protéome proximal de plusieurs domaines TIRs isolés et découvrir de nouvelles composantes impliquées dans la fonction des domaines TIR. Nous avons constaté que cette approche était adéquate pour marquer des composantes connues de la signalisation TIR, tels que EDS1 ou PAD4, ainsi qu'une majorité de protéines impliquées dans les réponses de défense qui n'ont pas de rôle décrit précédemment dans la fonction ou la signalisation TIR. Parmi elles, plusieurs sont impliquées dans la signalisation calcique, l'homéostasie des NLR ou les modifications post-traductionnelles. Nous avons également identifié des protéines non canoniques à domaines TIR, de type TIR-only ou TIR-NB, dont on pense qu'elles jouent un rôle dans les réponses immunitaires, bien que leur fonction reste à être définie. |
Plant intracellular NOD-like receptors (NLRs) play an important role in plant immunity. Alarmingly, elevated temperatures often dampen the immune responses mediated by NLRs, particularly members of the Toll/interleukin-1 receptor (TIR)-containing NLRs, also known as TNLs. However, the molecular mechanisms underlying this inhibition are poorly understood.
TIR domains isolated from TNLs are self-sufficient to induce immune signaling when expressed alone. Interestingly, isolated TIR-induced immune responses are not affected by elevated temperature, in contrast to responses elicited by full-length TNLs, suggesting that the signaling downstream of TIR activation is thermostable.
Although important discoveries have been made in recent years on how TIR proteins induce downstream signaling, there are still grey areas in our knowledge to fully understand how the function and signaling of TIR domains are regulated. In this context, my PhD project revolved around two objectives: - to compare and characterize the effect of elevated temperature on the downstream signaling pathway induced by isolated TIR domains in contrast to full-length TNLs; - to develop a proximity labeling approach to identify novel regulators of TIR domain function and signaling.
In the first objective, we showed that TIR domains isolated from previously characterized TNLs share canonical signaling components of the TNL pathway, including EDS1, helper NLRs, and activation of the salicylic acid sector. Upon activation of isolated TIRs, these signaling components are maintained and functional at elevated temperature (30°C), but not upon activation of full-length TNLs. This suggests that temperature does not affect signaling downstream of full-length TNLs, but rather the receptor itself.
In the second objective, we developed a proximity labeling approach to determine the proximal proteome of several isolated TIR domains and unravel novel components involved in TIR domain function. We found that this approach was suitable to label known components of TIR signaling, such as EDS1 or PAD4, as well as a majority of proteins involved in defense responses that have no previously described role in TIR function or signaling. Among them, several were involved in calcium signaling, NLR homeostasis, or post-translational modifications. Interestingly, we also identified non-canonical TIR-containing proteins, such as TIR-only or TIR-NB proteins, which are thought to play a role in immune responses, although their function remains largely uncharacterized. |