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Les viroïdes: modèle simpliste d'un système biologique

 
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Bien qu'ils soient uniquement composés d'une petite molécule d'ARN circulaire simple-brin (300-400 bases) ne codant pour aucune protéine, les viroïdes contiennent suffisamment d'information pour infecter de façon spécifique leur hôte et moduler l'expression génétique de la plante en leur faveur, ce qui a pour conséquence l'apparition de certains symptômes menant finalement à la maladie. Ces propriétés des viroïdes, en plus de la présence d'un motif ARN auto-catalytique au sein de la famille des Avsunviroidae, supporte l'idée que les viroïdes peuvent avoir une origine très ancienne, pouvant même être un vestige d'un monde ARN précédant celui de l'ADN et des protéines. Cette molécule "simpliste" considérée comme à la frontière de la vie, semble donc être un excellent modèle pour l'étude des interactions entre les pathogènes et la machinerie cellulaire de l'hôte et pour l'étude de l'évolution des molécules biologiques.

Nous avons utilisé comme modèle dans le laboratoire le viroïde de la mosaïque latente du pêcher (PLMVd). Nos travaux sont concentrés à déterminer la structure secondaire et tertiaire de ce viroïde (par mutagenèse, RNase, SHAPE, gel de rétention, bio-informatique, etc) pour ainsi découvrir de nouveaux motifs au sein de cette molécule d'ARN qui pourraient expliquer sa pathogénicité et sa réplication. En utilisant la technique de séquençage à haut débit, nous avons déterminé les régions essentielles à la production de petits ARN interférants suite à l'infection par ce viroïde. Cette technique nous a aussi permis de comprendre l'évolution du viroïde lors d'une infection et de mieux caractériser le concept de quasi-espèce.

Plus récemment, grâce à la technique de SHAPE, nous avons pu déterminer la structure secondaire de tous les viroïdes dans le but de créer un compendium de structures. Également, des études sur les ARN interférants produits lors d’infection à viroïdes (par exemple PSTVd), nous a permis d’identifier des gènes clés de l’évolution de la maladie des tubercules en fuseau (chez la pomme de terre).

Les résultats de nos recherches permettront de mieux comprendre l'effet de la structure d'un pathogène ARN sur son infectivité et aussi sa relation dans le mécanisme de l'interférence à l'ARN chez la plante.