Caractérisation fonctionnelle et évolution moléculaire des gènes codant pour les facteurs d'initiation de la traduction eIF4E : des facteurs clés dans la résistance des plantes aux Potyvirus

L'objectif de cette étude est de décrire puis analyser et comparer le polymorphisme de séquence des gènes eIF4E (eukaryotic Initiation Factor 4E) de résistance aux potyvirus, afin de mettre en relation ce polymorphisme avec la double fonction des protéines eIF4E dans les processus cellulaires de l'hôte et dans l'interaction avec les potyvirus. La stratégie repose sur l'association d'analyses fonctionnelles et d'études d'évolution moléculaire des gènes eIF4E chez deux Solanacées (piment et tomate) et chez l'espèce modèle Arabidopsis thaliana. En ce qui concerne le rôle de eIF4E dans les processus cellulaires, la pression de sélection purificatrice forte identifiée pour l'ensemble des gènes eIF4E argumente en faveur de l'acquisition d'une spécialisation fonctionnelle, et ce bien que toutes les protéines eIF4E apparaissent capables de complémenter une levure délétée de son gène eIF4E. En ce qui concerne le rôle de eIF4E dans les interactions plantes-potyvirus, une importante diversité de variants alléliques a été identifiée au locus eIF4E1-pvr2 du piment, diversité caractérisée par des substitutions nucléotidiques exclusivement non-synonymes. La plupart de ces substitutions, impliquées dans la résistance aux PVY (Potato virus Y) et TEV (Tobacco etch virus) via une modification de l'interaction avec la protéine virale VPg (Viral Protein genomelinked), sont sous pression de sélection positive. Ces résultats couplés à ceux montrant que des mutations dans la VPg permettent aux potyvirus de s'adapter aux protéines eIF4E1 de résistance, mettent en évidence l'existence d'une coévolution entre eIF4E1 et VPg. Cette coévolution n'est cependant pas retrouvée chez la tomate et A. thaliana, indiquant que leurs caractéristiques biologiques d'interaction avec les potyvirus "in natura" conduisent à des profils différents d'évolution des gènes eIF4E. Plus globalement, ces résultats associés à ceux montrant la conservation de la position des substitutions en acides aminés dans les protéines eIF4E de résistance d'espèces très éloignées suggèrent l'existence d'une évolution convergente