Thèse Rôle des Sphingolipides Gipc de la Membrane Plasmique Végétale dans les Mécanismes Moléculaires d'Interaction Plante-Pathogène Nécrotrophe. H/F - 33

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Biogenese Membranaire
Direction de la thèse : Véronique GERMAIN ORCID 0000000163221204
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-20T23:59:59

Les champignons nécrotrophes tels que Botrytis cinerea causent d'énormes pertes agricoles dépassant 400 milliards de dollars par an à l'échelle mondiale. Alors que de nombreuses études ont contribué à caractériser le rôle des protéines dans l'interaction plante-pathogène (notamment des récepteurs membranaires et voies de signalisation en aval), des travaux récents ont révélé l'importance des lipides de la membrane plasmique (PM). En effet, les sphingolipides GIPC (glycosyl inositol phospho céramides, lipides de la couche externe de la membrane plasmique faisant face à l'espace extracellulaire) apparaissent comme des acteurs essentiels, mais ont été très peu étudiés du fait de la difficulté à extraire et analyser ces molécules. L'équipe de recherche a travaillé à la mise en évidence du rôle des GIPC dans l'interaction plante-pathogène. Elle a pu montrer que les GIPC servent de récepteur à des toxines cytolytiques appelées NLP (Nep1 like proteins) qui induisent la nécrose des cellules végétales (Lenarcic et al, Science 2017). D'autre part, une équipe partenaire a mis en évidence que lors de l'interaction plante-pathogène, celui-ci sécrète une phospholipase qui clive les GIPC, relarguant des IPG dans l'espace extracellulaire des cellules végétales. Le rôle de ces IPG est complètement inconnu, parmi les hypothèses de leur mode d'action, les IPG pourraient contribuer à une étape du cycle du pathogène et/ou servir à inhiber les défenses immunitaires de la plante. Enfin, dans la « bataille » entre hôte et pathogène, il a été montré que la toxine NLP du pathogène est ciblée par des protéases végétales et clivée pour former un peptide, nlp20, capable d'activer la réponse immune des cellules végétales et ainsi éviter la propagation de l'infection. L'équipe de recherche a récemment découvert qu'une réduction de 40 % des GIPC chez un mutant d'Arabidopsis thaliana entraîne une diminution de la sensibilité à plusieurs pathogènes nécrotrophes, mais également à d'autres types de pathogènes dont des phytovirus ce qui ouvre la porte à l'étude des conséquences d'une modification génétique du pool de GIPC sur la physiologie de la plante en termes de développement mais aussi d'interaction avec des stress biotiques.
Le travail de thèse vise à élucider les mécanismes moléculaires liés aux GIPC impliqués dans la cinétique de l'interaction plante-pathogène nécrotrophe chez Arabidopsis thaliana et ce, par différentes approches, basées sur l'exploitation de lignées transgéniques modifiées par génétique inverse (utilisation de mutants existants, génération de lignées transgéniques éditées au niveau des gènes de biosynthèse des GIPC par Crispr-Cas9, modification d'expression génique par miRNA inductible... ).

Les Glycosyl-Inositol Phosphoryl Céramides GIPC sont les sphingolipides majeurs de la biosphère. Ils représentent jusqu'à 40% mol des membranes plasmiques (MP) des plantes. Ils sont cependant restés presque totalement ignorés depuis leur découverte il y a plus de 50 ans ; aucune donnée n'est disponible sur leurs rôles dans la structuration des membranes biologiques, leur organisation en microdomaines membranaires et leurs interactions avec les autres lipides et les protéines. De plus, au niveau de leur rôle biologique, les seules données disponibles concernent leur fonction dans la signalisation du stress salin et comme récepteurs des toxines nécrotiques de pathogènes de plantes.
L'équipe de recherche est spécialisée dans l'étude de la membrane plasmique, sa composition précise, son organisation et sa fonctionnalité. Elle associe une expertise forte en biochimie et analyse des lipides (plateforme lipidomique adossée au laboratoire) à une expertise en génétique inverse, en physiologie végétale, en microscopie confocale et super-résolution.
C'est dans ce cadre que le sujet de thèse sera développé en relation avec nos équipes partenaires (S. Vernhettes et A. Voxer, IJB, INRAE, Versailles : expertise Botrytis cinerea et analyse des composés pariétaux glycosylés et GIPC, IPG ; L. fouillen , LBM, plateforme lipidomique ; Plateforme d'imagerie du Végétal, BIC, Bordeaux ; V. Wattelet, LBM, Experte Crispr-Cas9 ; S. Raffaele, LIPME Toulouse, expert champignons nécrotrophes dont transformation génétique, outils IA, génétique d'association...).

Comprendre les évènements liés aux sphingolipides de la membrane plasmique impliqués dans l'interaction plante-pathogène nécrotrophe

Obtention de lignées transgéniques éditées au niveau de gènes de la voie de biosynthèse des GIPC, par CRISPR Cas9 et autres modalités (avec le support de la plateforme d'édition du génome du laboratoire) ;
Outils « omiques » : notamment RNAseq, métabolomique/protéomique (selon les besoins du projet) pour la caractérisation des lignées transgéniques générées et de la cinétique des phases d'interaction plante-pathogène
Analyse des GIPC, Spectrométrie de masse (LC-MS, GC-MS, MALDI-MS) et lipidomique végétale (sur la plateforme lipidomique)
Microscopie confocale : suivi de protéines étiquetées lors de l'interaction plante-pathogène, utilisation de biosenseurs des ROS et Calcium, messagers secondaires de signalisation, étude des modifications de fluidité membranaire chez les mutants par sondes