Les botanistes ont fini par comprendre les canaux et les transporteurs impliqués dans l’absorption et le transport des nutriments, mais comment sont-ils positionnés là où ils doivent être ?
Par exemple, les plantes ont besoin de bore, qui est absorbé dans les cellules par des molécules connues sous le nom de canal acide borique. Mais comment les protéines qui forment le canal parviennent-elles à la membrane plasmique ?
Un groupe de recherche dirigé par le professeur Junpei Takano de la Graduate School of Agriculture de l'Université métropolitaine d'Osaka a identifié une lignée mutante de Arabidopsis thaliana dans lequel les canaux d'acide borique ne sont pas correctement transportés vers la membrane plasmique. La cause était une carence en protéine KAONASHI3 (KNS3) ; le nom kaonashi (en japonais pour « sans visage ») a été donné en 2008 par une équipe de recherche dirigée par le professeur agrégé de l'Université de Nagoya, Sumie Ishiguro, qui est également l'auteur de la présente étude.
Un examen détaillé du processus de transport des canaux d'acide borique a révélé que KNS3 et les protéines homologues appelées KNSTH1 et KNSTH2 sont susceptibles de former un complexe protéique. Ces complexes aident à déplacer les canaux d'acide borique du réticulum endoplasmique vers l'appareil de Golgi, puis vers la membrane plasmique.
De plus, le pollen de Arabidopsis thaliana a généralement une surface avec des motifs comme la peau de melon, mais ce motif disparaît – ; devient sans visage – ; dans les souches mutantes qui n'ont pas la fonction de codage protéique du gène KNS3, qui est impliqué dans la formation d'exine du pollen. Cette caractéristique pourrait être due au transport anormal d’une protéine autre que celle du canal acide borique.
Sur la base du mécanisme de transport intracellulaire des protéines membranaires révélé dans cette étude, les plantes pourraient réguler l'absorption des nutriments et la structure du pollen en régulant le transport intracellulaire de protéines spécifiques via le complexe KNS3-KNSTH1-KNSTH2. Nos résultats pourraient aider à découvrir des moyens de réduire les besoins en engrais tout en améliorant les rendements des cultures. »
Professeur Junpei Takano de l'École supérieure d'agriculture de l'Université métropolitaine d'Osaka
Les résultats sont publiés dans le Journal de botanique expérimentale.
