Des chercheurs du RIKEN ont découvert un champignon parasite immunisé contre les composés antifongiques produits par les plantes, appelés rocaglates, en raison d’une mutation génétique. Cette découverte pourrait avoir un impact sur l’utilisation potentielle des rocaglates dans le traitement de maladies telles que le COVID-19 et le cancer.
Un composé antifongique produit par les plantes ne fonctionne pas sur au moins un champignon.
Des scientifiques du RIKEN ont découvert comment un champignon parasite rend inoffensif un puissant composé antifongique produit par certaines plantes. En plus de donner un aperçu fascinant de la course aux armements entre les plantes et les parasites, cette découverte pourrait être utile pour développer de nouvelles thérapies pour l’homme.
Les champignons parasites qui infectent les plantes constituent un fardeau économique majeur, car ils entraînent des pertes de récoltes considérables. Cela incite fortement les scientifiques à comprendre les interactions entre les plantes et les champignons.
De nombreuses plantes se protègent des champignons en produisant de petites molécules qui les tuent. Les rocaglates font partie de cette famille d’antifongiques qui agissent en se liant à une molécule appelée elF4A, dont les champignons, comme les plantes et les animaux, ont besoin pour fabriquer des protéines essentielles.
La plante Aglaia qui se trouvait dans l’ancien bureau de Shintaro Iwasaki aux États-Unis a été infectée par un champignon (en bas) malgré la production de rocaglate, un composé antifongique. L’équipe d’Iwasaki a découvert comment le champignon est capable d’échapper aux effets du rocaglate et d’infecter l’Aglaia. Crédit : © 2023 Laboratoire de biochimie des systèmes ARN
Shintaro Iwasaki, du RIKEN RNA Systems Biochemistry Laboratory, et ses collègues ont découvert une espèce fongique capable d’éviter les effets mortels des rocaglates.
Cette découverte doit beaucoup à la sérendipité. « C’était un accident fortuit », commente Iwasaki. À l’époque, il se trouvait aux États-Unis où il effectuait des recherches sur une plante d’intérieur commune appelée Aglaia (également connue sous le nom de plante à parfum chinoise). Iwasaki a ensuite déménagé au Japon pour travailler au RIKEN, mais il n’a pas pu emporter la plante avec lui en raison des restrictions à l’importation de plantes étrangères.
« J’ai donc demandé à un étudiant du laboratoire d’arroser la plante et de la garder en bonne santé, car elle pourrait être nécessaire pour d’autres expériences », explique Iwasaki. « Mais l’étudiant l’a trop arrosée.
En conséquence, la plante a été infectée par un champignon. Cela a surpris Iwasaki, car Aglaia produit des rocaglates et aurait donc dû être protégée contre les infections fongiques.
Shintaro Iwasaki (à l’extrême gauche) du RIKEN RNA Systems Biochemistry Laboratory et son équipe ont montré qu’une forme mutée d’eIF4A permet à un champignon d’échapper aux effets toxiques des rocaglates produits par les plantes. Crédit : © 2023 RIKEN
Curieux de savoir comment le champignon pouvait survivre, Iwasaki et son équipe ont commencé à l’analyser. Ils ont découvert que son gène codant pour l’elF4A différait en un seul endroit du gène habituel de l’elF4A. Cette mutation ponctuelle a produit une forme légèrement modifiée d’elF4A à laquelle les rocaglats ne peuvent pas se lier, les protégeant ainsi du champignon.
Pour démontrer que c’était bien le cas, Iwasaki a transféré le gène à un champignon infectant le concombre et a constaté que le champignon se développait sur le concombre même lorsqu’il était traité avec un produit chimique dérivé des rocaglates.
Il est intéressant de noter que c’est la même stratégie que les plantes productrices de rocaglates utilisent pour éviter d’être empoisonnées par les rocaglates.
Étant donné que les rocaglates suscitent de l’intérêt pour le traitement de maladies telles que le COVID-19 et le cancer, cette découverte pourrait s’avérer utile pour les thérapies futures. « Certaines personnes peuvent avoir une mutation similaire à celle du champignon et ne pas bénéficier des traitements basés sur les rocaglates », explique Iwasaki.
Référence : « A parasitic fungus employs mutated eIF4A to survive on rocaglate-synthesizing Aglaia plants » par Mingming Chen, Naoyoshi Kumakura, Hironori Saito, Ryan Muller, Madoka Nishimoto, Mari Mito, Pamela Gan, Nicholas T Ingolia, Ken Shirasu, Takuhiro Ito, Yuichi Shichino et Shintaro Iwasaki, 28 février 2023, eLife.
DOI : 10.7554/eLife.81302