Les chercheurs ont cartographié la façon dont les plantes perçoivent notre monde

Alors que les processus sensoriels des plantes sont complexes et mystérieux, les chercheurs ont récemment franchi une étape importante dans l’élucidation de leurs processus sensoriels dans le cadre d’une nouvelle étude qui a permis de cartographier les interactions d’environ 200 des protéines impliquées.Les plantes peuvent ne pas avoir nos traits faciaux, mais le fait qu’elles n’ont pas d’yeux, d’oreilles ou de nez ne les a pas empêchées de développer des façons de voir, d’entendre et de sentir les menaces potentielles qui les entourent. Bien que les processus sensoriels des plantes soient complexes et mystérieux, une nouvelle étude cartographiant les interactions protéiques a donné aux chercheurs de nouvelles perspectives.

Plutôt que de faire croître des organes sensoriels comme le font les mammifères, les plantes utilisent des protéines qui sont stationnées à l’extérieur des membranes de leurs cellules pour détecter les produits chimiques autour d’elles ou les protéines des agents pathogènes ou des hormones libérées par un autre organisme. Ces détections déclenchent un signal d’avertissement dans la cellule. L’objet de l’étude, publiée dans Nature, était un type de protéine membranaire qui joue un rôle crucial dans ce processus: les kinases des récepteurs répétitifs riches en leucine, ou kinases des récepteurs LRR.

Il existe des centaines de variétés de récepteurs LRR kinases qui contribuent au développement, à la croissance et à l’immunité de la plante, ainsi qu’ à sa capacité de réagir à différents stress. Notre compréhension de la façon dont toutes ces protéines fonctionnent ensemble a été très limitée, mais cette nouvelle recherche par une équipe internationale, dont Shahid Mukhtar, professeur adjoint de biologie à l’Université de l’Alabama à Birmingham, a cartographié les interactions de 200 de ces protéines.

« Il s’agit d’un travail pionnier pour identifier la première couche d’interactions entre ces protéines « , a déclaré Mukhtar dans un communiqué de presse. Une compréhension de ces interactions pourrait mener à des moyens d’accroître la résistance d’une plante aux agents pathogènes ou à d’autres stress comme la chaleur, la sécheresse, la salinité ou le choc de froid. Cela peut également fournir une feuille de route pour les études futures des scientifiques du monde entier. »

INTERACTIONS INTÉRESSANTES

Les chercheurs ont généré la carte en clonant les domaines extracellulaires des récepteurs LRR kinases (les parties qui détectent les molécules à l’extérieur de la cellule), puis les ont testés par paires pour voir s’ils interagissaient. Lorsque les protéines interagissaient, elles ajoutaient l’information au réseau protéique, ce qui révélait que quelques protéines critiques agissaient comme des  » nœuds maîtres  » pour l’interaction protéique sensorielle. Il a également mis en lumière plusieurs kinases de récepteurs LRR précédemment inconnues qui semblent être la clé des voies sensorielles végétales.

Les chercheurs ont confirmé leurs découvertes par des usines d’ingénierie qui ne disposaient pas de certaines des protéines proéminentes du réseau. Ces plantes présentaient une altération du développement et du système immunitaire, soulignant l’importance des protéines identifiées.

Cette nouvelle compréhension des systèmes végétaux pourrait nous aider à concevoir génétiquement des plantes plus robustes – et même des plantes qui pourraient être utilisées par les militaires comme capteurs à distance. De plus, comme les humains ont des protéines dont la structure est similaire à celle des récepteurs LRR kinases, de nouvelles informations sur les mécanismes biologiques des plantes pourraient également donner un aperçu de certaines maladies humaines.

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