Des scientifiques révèlent un nouveau mécanisme d’immunité des plantes contre les virus

La méthylation de l’arginine est une modification post-traductionnelle importante impliquée dans la régulation transcriptionnelle, le traitement de l’ARN, la réparation des dommages à l’ADN et la réponse immunitaire. Les protéines arginine méthyltransférases (PRMT) sont la famille de protéines conservée au cours de l’évolution et responsable de la catalyse de la méthylation de la protéine arginine.

Les PRMT des plantes affectent le développement des plantes et leur réponse au stress par le biais d’une régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle. Cependant, on ignore encore si les PRMT sont impliquées dans la résistance des plantes aux maladies.

Des scientifiques chinois ont établi que la méthylation de l’arginine médiée par PRMT6 de l’ARN suppresseur viral (VSR) était un nouveau mécanisme d’immunité des plantes contre les virus. Leurs travaux, intitulés « Protein targeting methyltransferase 6 media antiviral immunity in plants », ont été publiés dans Hôte cellulaire et microbe le 5 août.

Le silençage génique antiviral médié par l’ARNsi joue un rôle clé dans la défense des plantes contre les virus. Les VSR codés par les virus inhibent le silençage génique antiviral.

Au cours de la coévolution plante-virus, les plantes ont développé des stratégies de lutte supplémentaires pour cibler le VSR, telles que l’autophagie et l’immunité médiée par un récepteur immunitaire contenant des répétitions riches en leucine et en nucléotides se liant.

Le P19 codé par le virus du rabougrissement du buisson de tomate (TBSV) est un VSR bien étudié qui favorise le mouvement systémique viral en se liant au duplex siRNA.

Une étude précédente menée par l’équipe du professeur Cao Xiaofeng a montré que la surexpression de PRMT6 pouvait restaurer le phénotype de surexpression de P19 chez Arabidopsis, tandis que l’inactivation de PRMT6 exacerbe le phénotype de surexpression de P19. Cela suggère que PRMT6 chez les plantes pourrait jouer un rôle dans les réponses antivirales.

Étant donné que les tomates sont l’hôte naturel du TBSV, l’équipe de Cao a collaboré avec l’équipe du professeur Li Feng de l’Université agricole de Huazhong pour étudier plus en détail le rôle du PRMT6 dans les réponses antivirales de la tomate.

Grâce à une analyse bioinformatique, les scientifiques ont identifié une protéine de tomate, SlyPRMT6, qui est homologue à PRMT6 chez l’homme et chez Arabidopsis. Les mutants knockout de SlyPRMT6 ont montré une résistance réduite de la tomate à l’infection par le TBSV tandis que la surexpression de SlyPRMT6 a augmenté la résistance au TBSV. Cela indique que SlyPRMT6 joue un rôle dans les réponses antivirales de la tomate.

Deux allèles PRMT6 ont ensuite été identifiés dans la population naturelle de tomates, montrant une corrélation significative avec les niveaux d’expression de PRMT6 et la résistance au TBSV. Cette découverte suggère que l’allèle associé à une expression élevée pourrait être utile pour la sélection de la résistance.

Des analyses plus poussées ont démontré que PRMT6 interagit avec P19, inhibant son activité VSR en réduisant sa capacité à se lier à l’ARNsi. Des études mécanistiques ont révélé que PRMT6 diminue l’affinité de P19 pour l’ARNsi en méthylant les résidus R43 et R115, ce qui est crucial pour la dimérisation et l’interaction duplex de l’ARNsi.

Des mutations ponctuelles et des expériences d’expression transitoire chez Nicotiana benthamiana ont montré que les mutations de R43 et R115 affaiblissent la fonction de suppresseur de silençage de P19.

Des expériences ultérieures de double hybride de levure et de co-immunoprécipitation, ainsi qu’une analyse structurelle antérieure du complexe P19-siRNA, ont révélé que SlyPRMT6 perturbe la formation d’homodimères P19 en méthylant l’arginine 43.

De plus, la méthylation de l’arginine 115 a altéré la liaison des dimères P19 à l’ARNsi, compromettant ainsi la fonction de suppresseur de silençage de P19.

Cette étude dévoile un nouveau mécanisme d’immunité antivirale médiée par PRMT6, complétant les voies inconnues d’immunité médiée par NLR et d’autophagie.