Un chemin pour vaincre les cultures

3 août 2023

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par Jules Bernstein, Université de Californie - Riverside

C'est une moisissure qui provoque chaque année des milliards de pertes de récoltes, infectant les baies, les tomates et la plupart des autres fruits et légumes. Aujourd’hui, les chercheurs ont trouvé un moyen de vaincre la moisissure sans répandre de produits chimiques toxiques sur les cultures.

Si vous avez déjà vu une fraise grise et floue, vous avez vu de la moisissure grise. Elle affecte plus de 1 400 espèces de plantes différentes et il n’existe pas de véritable remède. Être capable de le contrôler pourrait dépendre de la découverte de « bulles » lipidiques sécrétées par les cellules de moisissures, que certains chercheurs avaient précédemment considérées comme insignifiantes.

En fait, une nouvelle recherche de l’UC Riverside montre que ces bulles sont essentielles aux communications entre les agents pathogènes et leurs hôtes, notamment de nombreux types de champignons, ainsi que les bactéries et les mammifères. Dans ce cas, les chercheurs ont découvert que la pourriture grise avait appris à utiliser les bulles pour réussir les infections.

"Parce qu'elles sont difficiles à isoler et à étudier, les fonctions importantes de ces bulles lipidiques, également appelées vésicules extracellulaires, ont été négligées pendant des décennies", a déclaré Hailing Jin, professeur de microbiologie et de pathologie végétale à l'UCR, qui a dirigé le projet de recherche.

"Maintenant, nous savons que la moisissure, tout comme ses hôtes végétaux, utilise également des vésicules extracellulaires pour protéger et délivrer une certaine quantité aux armes - de petites molécules d'ARN qui font taire les gènes impliqués dans le système immunitaire des plantes", a déclaré Jin.

Cette découverte est détaillée dans la revue Nature Communications, où les chercheurs montrent non seulement que la moisissure grise sécrète de l'ARN virulent dans ces bulles à base de lipides, mais qu'une protéine particulière est la clé de la capacité de la moisissure à produire des bulles.

La protéine, la tétraspanine, apparaît à la surface des bulles. Les chercheurs ont découvert que s’ils éliminaient la capacité de la moisissure à produire de la tétraspanine, sa capacité à sécréter et à libérer les bulles était considérablement réduite.

"Si nous éliminons ce composant clé des vésicules, nous pouvons atténuer leur capacité à délivrer les armes des petits ARN ou d'autres molécules qui suppriment l'immunité de l'hôte", a déclaré Jin.

Auparavant, la même équipe de recherche avait également identifié des gènes permettant au champignon de produire de petites molécules d’ARN. L'élimination de ces gènes, ainsi que de ceux qui permettent au champignon de produire de la tétraspanine, permettrait de créer une nouvelle génération de « fongicides à ARN » qui inhiberaient la pourriture grise.

"Tout contient de l'ARN, et il est facilement digéré par les humains et les animaux. L'ARN peut être rapidement dégradé dans l'environnement et ne laisserait aucun résidu toxique", a déclaré Jin. Actuellement, les principaux traitements contre la pourriture grise sont les fongicides et ces produits chimiques peuvent avoir un impact négatif sur la santé humaine et animale ainsi que sur notre environnement. »

La pourriture grise est le deuxième champignon le plus dommageable pour les cultures vivrières au monde, précédé seulement par le pathogène du riz Magnaporthe. Un fongicide écologique à base d'ARN et qui attaque la capacité à sécréter des vésicules extracellulaires peut également être efficace contre Magnaporthe et d'autres agents pathogènes fongiques.

"Avec le changement climatique si rapide, de nombreuses infections fongiques peuvent s'aggraver. Nous sommes ravis de développer de nouvelles méthodes respectueuses de l'environnement pour protéger l'approvisionnement alimentaire mondial qui pourraient être si largement applicables", a déclaré Jin.

Plus d'information: Baoye He et al, Les petits ARN fongiques circulent dans des vésicules extracellulaires pour pénétrer dans les cellules végétales par endocytose médiée par la clathrine, Nature Communications (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-40093-4