Role of MIF (Macrophage Migration Inhibitory Factor) proteins in plant-aphid interactions

Les pucerons comptent parmi les parasites végétaux les plus communs au monde, causant de sérieux dégâts aux cultures agricoles. Les populations de puceron vert du pêcher ont développé une résistance à divers pesticides régulièrement utilisés, ce qui rend nécessaire le développement de nouvelles techniques de gestion. Malgré leur impact majeur sur l'agriculture et la production alimentaire, les processus moléculaires à la base des interactions puceron-plante demeurent largement méconnus. Nos travaux récents démontrent qu'un facteur inhibiteur de la migration des macrophages (MIF) est libéré dans la salive des pucerons lors de l'alimentation et supprime l'immunité de la plante hôte en réduisant les processus de mort cellulaire. Les MIF sont des cytokines pro-inflammatoires essentielles et conservées à travers les règnes. Chez les vertébrés comme chez les invertébrés, les MIF jouent un rôle fondamental dans la régulation des réponses inflammatoires, de la mort cellulaire et de la prolifération cellulaire. Afin de mieux comprendre le rôle des MIF de puceron dans l'inhibition de la mort cellulaire des plantes, nous avons réalisé des analyses morphologiques, cellulaires, moléculaires et biochimiques pour déterminer comment la mort cellulaire est empêchée par MpMIF1 (Myzus persicae MIF1). L'analyse microscopique a révélé que MpMIF1 préserve la morphologie des cellules et des organites tout en protégeant contre le stress du réticulum endoplasmique et du cytosquelette. L'analyse de l'expression génique a montré que MpMIF1 influence significativement des gènes et protéines clés impliqués dans la mort cellulaire et la régénération. Pour étudier l'effet de MpMIF1 sur la réponse aux dommages de l'ADN (DDR), nous avons effectué une immunolocalisation de γH2AX (un biomarqueur des cassures double brin (DSB)) dans les cellules végétales. Nos résultats ont révélé que MpMIF1 réduit la phosphorylation de H2AX, diminuant ainsi la formation de DSB en présence d'un inducteur de mort cellulaire. Ces résultats suggèrent que MpMIF1 pourrait jouer un rôle critique dans la DDR des plantes suite à un stress biotique. Par ailleurs, chez les mammifères, les protéines MIF sont connues pour réguler négativement p53 et la Caspase-3 tout en activant les voies de signalisation MAPK. Dans notre système, nous avons observé que MpMIF1 affecte négativement l'expression de SOG1 (analogue fonctionnel de p53) et l'activité de type Caspase-3 (DEVDase), tout en augmentant la phosphorylation des MAPK Erk1/2 dans les plantes. Fait intéressant, de manière similaire à l'interaction MIF-p53 chez les mammifères, les essais de Spit-Luciferase et de Co-immunoprécipitation ont montré que MpMIF1 interagit physiquement avec la protéine SOG1. Étant donné que SOG1 et p53 ne partagent pas de similarité de séquence mais remplissent des fonctions analogues, ce résultat suggère une remarquable conservation des mécanismes régulateurs entre plantes et mammifères. Ces découvertes apportent de précieuses informations sur les effets du MIF de puceron sur les réponses immunitaires des plantes et pourraient faciliter le développement de nouvelles méthodes de biocontrôle contre les pucerons.