Marie-Thérèse Esquerré-Tugayé : « recherche, exigence et liberté »

Depuis l’enfance, le désir d’étudier les plantes

Solange Cassette (SC) : En 1965, -bien avant la massification des études supérieures en France-, vous obtenez une Licence ès Sciences Naturelles à la Faculté des sciences de Toulouse ; quatre ans plus tard, une Thèse de 3ème cycle ; puis en 1972 une Maîtrise de biochimie ; enfin une Thèse d'Etat ès Sciences en 1977. Sciences naturelles puis biochimie, pourquoi avoir choisi ces disciplines ? Quels souvenirs gardez-vous de cette période d’études ?

Marie-Thérèse Esquerré-Tugayé (MT) : « Pourquoi les sciences naturelles ? » Parce que c’était ce qui m’intéressait depuis que j’étais enfant : étudier les plantes. A la faculté des Sciences de Toulouse, le certificat de Botanique de la Licence de Sciences Naturelles ne m’a pas attirée. Contrairement à celui de « Biologie, microbiologie et physiologie végétale », resté célèbre dans les études de sciences naturelles par son côté exigeant, formateur. Une année de stage de recherche en laboratoire était requise pour passer les concours de l’enseignement supérieur. J’ai été acceptée par M. Brunel, professeur et directeur du Centre de physiologie végétale. Je suis allée dans l’équipe de M. Touzé, professeur dans ce laboratoire. Il mettait en place des travaux de physiologie et pathologie végétales et me confia l’étude d’un champignon parasite des plantes de melon : Colletotrichum lagenarium.

Au bout de trois mois M. Brunel souhaita me garder : j’ai accepté avec joie. Une année plus tard, en 1966, j’étais nommée assistante en Physiologie végétale ; j’ai passé ma thèse de troisième cycle en 1969. Dans ces années, les travaux de Jacob et Monod avaient déchiffré le code génétique, et je me suis inscrite à la Maîtrise de « Biochimie, biologie moléculaire et génétique » pour parfaire mes connaissances. Après l’obtention de cette maîtrise en 1972, je suis partie aux Etats-Unis en 1973 à Michigan State University au DOE-PRL^[1] où j’étais Associée de recherche dans l’équipe du Professeur D.T.A. Lamport. Après ma thèse d’Etat en 1977, j’ai été nommée Professeur en 1983 sur un poste de microbiologie végétale.

Femme de passion, pionnière en recherche dans les interactions plantes-microorganismes

SC : Dès 1966, vous êtes Assistante en Physiologie végétale, ensuite Maître assistante en Physiologie végétale, puis Professeur des Universités en microbiologie végétale, maintenant Professeur émérite, membre de l’Académie d’agriculture de France. Aviez-vous en tête, dès le début de votre carrière, un trajet scientifique programmé ? Comment l’avez-vous construit ?

MT : Non, ce n’était pas programmé ! La recherche m’a motivée dès le début ; c’est devenu une passion ! C’est pourquoi j’en fais encore maintenant en 2025. Je n’ai jamais été déçue par le métier d’enseignant-chercheur. En recherche, on est confronté à des sujets nouveaux dont l’avancement met en jeu des hypothèses, des méthodes d’étude conduisant à des résultats. Les hypothèses ne sont pas forcément les bonnes et l’on recommence. J’ai eu la chance d ’être la première à trouver, dès 1971, que les parois cellulaires des plantes s’enrichissent fortement en une protéine de structure riche en hydroxyproline en réponse à l’attaque par des microorganismes pathogènes. Cette protéine avait été découverte quelques années auparavant par le Pr D.T.A Lamport à Cambridge ; il l’avait dénommée « extensine » ; en fait une glycoprotéine que j’abrégerai HRGP pour « Hydroxyproline-Rich GlycoProtein ». J’ai ensuite démontré que le renforcement de la paroi en HRGP est une réaction de défense des plantes contre l’invasion par les parasites. Le caractère pionnier de ces travaux en physiopathologie moléculaire m’a valu la reconnaissance de la communauté internationale travaillant dans ce domaine et l’attention de collègues français.

Architecte d’un enseignement universitaire inédit

SC : Au début des années 1980, vous mettez en place un enseignement universitaire sur les interactions plantes-microorganismes, apportant ainsi un renouveau dans la discipline traditionnelle de la phytopathologie.[2] Être précurseur en la matière vous a-t-il permis d’attirer les étudiants ?

MT : Oui, absolument ! C’était une discipline nouvelle, qui n’existait ni à Toulouse ni en France. Lorsque je suis devenue Professeur, en 1983, j’ai fondé cet enseignement correspondant à ma thématique de recherche et innovant par rapport aux cours de physiologie végétale déjà pris par mes collègues. J’étais la première à créer, à la fois l’équipe « Interaction Plantes-Microorganismes » nommée IPM à Toulouse, et cet enseignement à l’Université Paul Sabatier. Cela a beaucoup attiré les étudiants de maîtrise ; nombreux sont venus faire ensuite une thèse dans mon équipe. A ce jour, pas moins d’une soixantaine de doctorants et de post-doctorants ont été formés dans mon équipe. Les étudiants venaient aussi d’autres disciplines, attirés par le côté novateur de ces enseignements à l’interface de la microbiologie, de la biochimie et de la physiopathologie moléculaire des plantes.

De l’intuition en recherche scientifique

SC : Vos travaux de recherche portent sur la résistance des plantes aux maladies. Vous dites avoir eu « l’intuition […], initialement, de la parenté entre l’immunité innée des plantes et des animaux, transmise de génération en génération, base de la survie des espèces ». Les scientifiques peuvent donc partir d’intuitions pour démarrer ou développer leurs recherches ? Est-ce bien raisonnable ? ^[3]

MT : L’intuition ne veut pas dire hasard ! Elle naît plutôt de la conjonction -plus ou moins consciente- de données éparses, indépendantes entre elles. En ce qui concerne mes recherches, l’inspiration m’est venue de la lecture d’un livre de médecine sur la réaction inflammatoire. Il était question de l’importance du collagène, protéine majeure chez les animaux, qui fait le ciment entre les cellules et participe à la réparation des tissus blessés. Or, l’HRGP-extensine sur laquelle je travaillais et le collagène avaient plusieurs points communs ; tous deux protéines de structure, riches en hydroxyproline, ce qui leur confère une structure particulière dite « en bâtonnet ». J’ai émis l’hypothèse que les réactions de défense des plantes sont de type inflammatoire ; ce que j’ai publié à une réunion de la Société française de Phytopathologie en 1975, devant mes collègues, pour qui cette hypothèse était totalement nouvelle. Les réactions de type inflammatoire chez les plantes n’avaient jamais été envisagées !

Articles fondateurs : un doublé de publications

SC : En 1979, vous publiez, dans la revue Plant Physiology, deux articles que vous qualifiez de fondateurs ^[4]. Que représentent ces deux publications à vos yeux ?^[5]

MT : C’étaient des publications dans le journal le plus coté de l’époque : Plant Physiology. Quand on y publiait, cela faisait date. Et puis c’était un doublé ; peu de chercheurs faisaient cela. J’ai eu quelques félicitations, d’abord d’un scientifique de tout premier plan dans la communauté internationale, le Pr J. Varner, Directeur de la revue, biochimiste à l’origine de l’émergence de la biochimie végétale aux Etats-Unis ; le premier à cloner le gène codant l’extensine.  Il est vrai qu’avec ces publications, je suis sortie de l’anonymat en France. Bien sûr, cela a commencé à m’ouvrir des portes, même si je n’en n’étais pas très consciente.

Reconnaissance du « non-soi » des plantes : question d’aptitude, non de conscience

SC : Vous écrivez que les plantes disposent de nombreuses réactions de défense […] induites (élicitées) par la reconnaissance du « non-soi ». ^[6] Question de béotienne : Les plantes ont-elles une sorte de « conscience » de ce qu’intrinsèquement elles sont ?

MT : Non, on ne peut pas parler de conscience.

SC : Pourquoi le « non-soi » alors ?

MT : Parce que je dirais que tout organisme vivant possède l’aptitude à se défendre contre l’invasion par un agent pathogène. Aussi bien les bactéries que les plantes, les animaux, les champignons. Dès qu’ils sont attaqués, leur système immunitaire est déclenché pour contrer l’agresseur. Ce système immunitaire existe chez tous les organismes avec des spécificités selon les organismes. Au début de mes travaux, il n’était pas courant de penser en ces termes-là. On parlait de réactions de défense. On a parlé d’immunité plus tard lorsque c’est devenu un terme générique, un concept unificateur. L’immunité recouvre l’ensemble des réactions de défense qu’une plante sait mettre en jeu lorsqu’elle est attaquée par un microorganisme pathogène ou un virus. Plus généralement, les plantes ont le potentiel de faire face aux contraintes de l’environnement.

Ces plantes qui « savent tout faire » 

SC :  En rencontre préalable à cette interview, vous m’avez dit que, je vous cite, « les plantes savent tout faire ». Dans ce « tout faire », qu’entendez-vous exactement ?

MT : Les plantes sont autotrophes : elles ont besoin d’eau et de lumière. Elles sont autotrophes vis-à-vis du carbone grâce à la photosynthèse, vis à vis de l’azote grâce à des systèmes enzymatiques qui leur permettent de puiser l’azote dans les nitrates du sol ; aussi grâce à la symbiose fixatrice d’azote de l’air entre légumineuses et rhizobiums. La physiologie des plantes leur permet d’être totalement autonomes, contrairement aux animaux qui sont dépendants des végétaux pour leur alimentation et sont dits hétérotrophes. C’est pour cela que le monde végétal est tellement crucial.

Ces plantes et leur « machinerie cellulaire végétale »

SC :  Également dans cet entretien, vous parlez de « machinerie cellulaire végétale » ; vous êtes revenue à plusieurs reprises sur le terme « hydroxyproline », qui est, selon vous, le mot-clé de vos travaux. En termes accessibles, expliquez-nous ce qu’il en ressort.

MT : La machinerie cellulaire recouvre un ensemble de réactions, de signaux qui agissent en cascade pour induire les défenses comme dit plus haut avec comme exemple l’extensine, cette glycoprotéine riche en hydroxyproline. L’hydroxyproline est devenue un fil conducteur depuis l’instant où j’avais trouvé l’enrichissement des parois cellulaires en réponse à l’infection parasitaire que personne au monde n’avait encore trouvée. Avec Dominique Mazau, Claude Lafitte et Christian Campargue, nous avons réussi à l’isoler. C’était un challenge : cette glycoprotéine est très fortement imbriquée dans les polymères de la paroi constituée d’au moins 90 pour cent de polysaccharides et moins de 10 pour cent de protéines. Dès lors, nous avons pu préparer des anticorps contre cette HRGP-extensine qui sont très utiles pour la visualiser en microscopie électronique dans des plantes infectées par des bactéries, champignons et virus ; ce que nous avons publié en collaboration avec des laboratoires en Angleterre, Italie et Canada. Au même moment, l’avènement de la biologie moléculaire nous a conduits à étudier l’expression des nombreux gènes codant l’extensine, dans les tissus infectés. Les résultats obtenus, corrélés à ceux obtenus en immunocytolocalisation, nous ont permis d’approfondir le rôle de l’extensine dans la défense contre les maladies.

La constitution d’une nouvelle équipe de recherche

SC : Dans les décennies 1980-1990, votre équipe de recherche est pionnière dans l’étude des interactions entre plantes et microorganismes pathogènes. Comment avez-vous créé cette équipe de recherche ? Quelles ressources vous ont été nécessaires ?

MT : J’ai créé initialement cette équipe de recherche avec un Maître de conférences Dominique Mazau, un chercheur CNRS Alain Toppan, un assistant ingénieur Claude Lafitte, et une technicienne Paulette Sanchez. Au départ une petite équipe. Ensuite, je l’ai renforcée avec tous les doctorants et post doctorants dont certains ont été recrutés au CNRS : Dominique Roby, Dominique Rumeau, Joëlle Fournier, notamment Bernard Dumas, post doctorant venu du privé qui prendra plus tard la responsabilité de l’équipe IPM puis la direction de l’UMR 5546 UPS-CNRS. Dans l’enseignement supérieur à l’Université Paul Sabatier, Martina Rickauer, Christophe Jacquet, Arnaud Bottin, Elodie Gaulin… De 1980 à 2009, j’ai obtenu de très nombreux contrats avec le secteur industriel, principalement Rhône Poulenc Agrochimie, BiotechMarine du groupe Roullier, Bioeurope ; et d’autres avec la Région Midi Pyrénées-Occitanie.

La révolution de la biologie moléculaire

SC : La décennie 1990, est l’avènement de la biologie moléculaire. Quels sont les changements significatifs qu’elle a induits dans vos travaux de recherche ?

MT ET : Elle nous a permis d’étudier l’expression des gènes qui codaient les protéines de défense et les systèmes de défense. Donc, on est passé de la biochimie et de la physiologie à la biologie moléculaire. Elle a aussi permis d’étudier l’expression des gènes responsables du système immunitaire. On a commencé par les gènes qui codaient ces protéines de la paroi. Ensuite, on a continué sur les autres gènes et protéines de défense : les chitinases, glucanases et sur la lipoxygénase. Cela devenait un passage obligatoire pour publier sur les réactions de défense. La technologie qui s’était rapidement propagée est venue en complément de nos travaux de biochimie, indispensables pour connaître la structure des protéines codées par les gènes et comprendre leur fonction.

Changement climatique et impact sur les maladies des plantes

SC : Notre planète est soumise à un changement climatique important. Comment voyez-vous les perspectives en termes de recherche sur les maladies des plantes ? Qu’est-il le plus important à préserver ou bâtir ?

MT : C’est une question très vaste ! Il faut comprendre. Comprendre, est le mot-clé quoi qu’il advienne ! Comprendre pour protéger et essayer d’être rigoureux par rapport à l’abandon programmé des pesticides, mais aussi des herbicides. « Quelles alternatives pour remplacer ce qui a sauvé nos cultures ? »

Nous l’avons illustré par nos travaux sur la lipoxygénase. Il faut trouver, dans les plantes, les gènes et les molécules qui les rendent résilientes vis-à-vis des contraintes de l’environnement. « Comment faire que ces gènes s’expriment davantage ? » Soit par transgénèse et les nouvelles technologies d’édition des gènes, soit en trouvant de nouveaux produits. Mais on va se heurter au fait que la société ne veut plus d’armes chimiques. […] On ne peut pas être aveugles : notre survie dépend aussi de tout ce qui a déjà été mis en place pour la protection des cultures.

Femme scientifique dans un monde auparavant très masculin

SC : A l’heure où l’on parle beaucoup d’égalité des chances et de traitement entre hommes et femmes, pensez-vous avoir dû faire preuve d’une force de caractère accrue, sinon d’endurance, tout au long de votre carrière ? ^[7]

MT : Je ne l’ai pas perçu comme ça ! Lorsque j’ai été nommée Professeur [en 1983], nous étions trois femmes professeurs à l’université Paul Sabatier de Toulouse. J’avais pour moi la force de la recherche, des enseignements et des étudiants qui sont venus, attirés par ce que j’enseignais, faire une thèse au LRSV, au LIPM ou ailleurs. « La difficulté d’être femme ? » Je n’avais pas le temps de m’y attarder. Bien sûr, je l’ai perçue ici ou là. […] Je dirais de façon générale que, par rapport à nos collègues masculins, il faut prouver davantage qu’eux ! J’ai beaucoup travaillé ! Des semaines frôlant souvent les 60 heures. […] Je n’avais pas à me plaindre, c’était mon choix. […] J’avais aussi, au niveau national, des responsabilités dans l’évaluation de la recherche : élue trois fois au Comité national de la recherche scientifique du CNRS et Présidente d’une section du Comité national des universités (CNU).

Face à la tentation d’en faire moins, j’aurais pu renoncer et ne faire que mon travail d’enseignante, un peu de recherche sans doute, mais pas tout ce que je menais depuis les années 1980 jusqu’aux années 2010. Lorsqu’on prend des engagements, on se doit de les honorer au mieux, même si cela coûte parfois.

Epilogue

SC : Souhaitez-vous ajouter quelque chose qui n’a pas été évoqué ici ?

MT : Je souhaite en quelques mots évoquer mes activités actuelles. D’abord en tant qu’académicienne, puisque nommée à l’Académie d’agriculture de France en 1998. J’y apprécie les travaux conduits par les différentes sections sur des sujets particulièrement d’actualité pour l’avenir de l’agriculture. […] En particulier, j’ai co-organisé en 2011 une séance sur « L’immunité innée trans-règne animal-végétal » avec le prix Nobel Jules Hofmann. Plus récemment, j’ai organisé à Toulouse en 2021 un colloque « Santé des plantes » sous l’égide de l’Académie d’agriculture et de l’Université Paul Sabatier. Simultanément, le plus inattendu de mes travaux de recherche est celui que je conduis depuis plusieurs années sur la violette de Toulouse. […]

Je terminerai en citant Louis Pasteur, 1868 « Prenez intérêt, je vous en conjure, à ces demeures sacrées que l'on désigne du nom expressif de laboratoire. Demandez qu'on les multiplie et qu'on les orne : ce sont les temples de l'avenir, de la richesse et du bien-être. ».