Adhésion d'A. tumefaciens sur la cellule végétale

L'adhésion de la bactérie à sur les cellules de plante est une étape essentielle dans le processus d'infection. En effet, pour pouvoir exporter son T-DNA dans le cytoplasme puis le noyau de la cellule végétale cible, la bactérie doit être capable de rester en contact avec la cellule végétale afin de créer et maintenir un tunnel reliant les deux membranes cellulaires. Les mutants d'Agrobacterium tumefaciens incapables de s'attacher aux cellules de plantes sont toujours avirulents. D'autre part, les souches d'Agrobacterium tumefaciens avirulentes mais capables de s'attacher aux cellules de plantes peuvent inhiber la formation des tumeurs lorsqu'elles sont incubées avec une forme virulente d'Agrobacterium tumefaciens (Lippincott et Lippincott, 1969, Tanimoto et al., 1979).

Gènes bactériens impliqués

Agrobacterium tumefaciens possède plusieurs gènes codant des protéines impliquées dans l'adhésion plante-bactérie. Les expériences in vitro montrent que ces loci sont localisés sur l'ADN chromosomal d'Agrobacterium tumefaciens. Ainsi, le Ti-DNA ne contiendrait aucun gène permettant l'adhésion avec les cellules de plantes. Aussi, l'incorporation du Ti-DNA dans un micro-organisme incapable de s'attacher sur les cellules de plantes résulte en un micro-organisme incapable d'initier des tumeurs engendrées par le Ti-DNA. Un système tel que E. coli, qui ne peux pas s'arrimer sur les cellules de plantes et qui contient le Ti-DNA est incapable de transformer une plante.

La synthèse de deux type de composés serait impliquée dans la capacité d'Agrobacterium tumefaciens de s'accrocher sur les cellules de plantes. Le premier serait un b -1,2-glucane et serait excrété hors de la bactérie. Le rôle indispensable de ce polysaccharide normalement périplasmique est encore mal compris. Les loci chvA, chvB (Douglas et al., 1985) et exoC (Cangelosi et al., 1987) sont responsables de sa synthèse. Le deuxième composé impliqué est un polysaccharide de type cellulose dont le rôle serait de stabiliser l'adhésion bactérie-plante une fois qu'elle a été initiée (Mathysse, 1983, Mathysse et McMahan, 1998). Le locus cel serait responsable de la synthèse de ce composé.

D'autre loci sont impliqués dans l'adhésion de la bactérie sur les cellules végétales. Les loci attB, attD, attE et attR auraient des similitudes avec des transporteurs activés par liaison avec des protéines périplasmiques rencontrés dans les bactéries gram-négatives. De manière plus précise, ces loci ont de fortes similitudes avec les protéines impliquées dans le transport de spemidine et de putrescine (Mathysse et al, 1996). Les loci miaA, chvD et ros sont aussi indispensables pour le pouvoir d'adhésion de la bacétrie, mais leur rôle reste inconnu.

Sites d'adhésion des cellules végétales

Agrobacterium tumefaciens a pour cible les paroi cellulaires des cellules végétales contenant de la pectine. Ceci est confirmé par le fait que i) Agrobacterium tumefaciens co-incubée avec des parois cellulaires de cellules végétales ne provoque pas la formation de tumeurs in vivo (Lippincott et Lippincott, 1977), ii) Agrobacterium tumefaciens incubée in vitro en présence de paroi cellulaires végétales enrichies en pectine sur des cellules en suspension de tomate perd ses propriétés d'adhésion (Neff et Binns, 1985) et iii) le pectine ajoutée seule n'inhibe pas l'adhésion d'Agrobacteriumtumefaciens sur des cellules en suspension de carotte (Mathysse et Gurlitz, 1982). L'importance de la paroi cellulaire végétale est confirmée par le fait que la regénération de la paroi cellulaire de protoplastes de tabac est nécéssaire pour l'adhésion d'Agrobacterium tumefaciens et la transformation des protoplastes (Krens et al., 1985).