« Si vous ne supportez pas la chaleur, sortez de la cuisine », comme le dit le vieil adage. Mais pour les organismes qui ne peuvent pas quitter la cuisine proverbiale quand les choses deviennent trop chaudes, il existe un autre moyen : des chercheurs japonais ont découvert que les plantes peuvent acquérir une tolérance à la chaleur pour mieux s’adapter au futur stress thermique, grâce à un mécanisme particulier de mémoire du stress thermique. ‘.
Dans une étude publiée dans Communication Nature, des chercheurs de l’Institut des sciences et de la technologie de Nara ont révélé qu’une famille de protéines qui contrôlent les petits gènes de choc thermique permet aux plantes de « se souvenir » de la façon de gérer le stress thermique.
Le changement climatique, en particulier le réchauffement climatique, est une menace croissante pour l’agriculture dans le monde entier. Parce que les plantes ne peuvent pas se déplacer pour éviter des conditions défavorables, telles que des températures élevées potentiellement mortelles, elles doivent être capables de gérer efficacement des facteurs tels que le stress thermique pour survivre. Par conséquent, l’amélioration de la tolérance à la chaleur des plantes cultivées est un objectif important en agriculture.
Le stress thermique se répète et change souvent. Une fois que les plantes ont subi un léger stress thermique, elles deviennent tolérantes et peuvent s’adapter à un autre stress thermique. C’est ce qu’on appelle la « mémoire » du stress thermique et il a été rapporté qu’elle était corrélée à des modifications épigénétiques. »
Nobutoshi Yamaguchi, auteur principal de l’étude
Les modifications épigénétiques sont des changements héréditaires dans la façon dont les gènes sont exprimés et n’impliquent pas de changements dans les séquences d’ADN sous-jacentes.
« Nous voulions découvrir comment les plantes conservent une mémoire des changements environnementaux », explique Toshiro Ito, auteur principal. « Nous avons examiné le rôle des protéines JUMONJI (JMJ) dans la tolérance à la température acquise en réponse à la chaleur récurrente en quelques jours. »
Les protéines JUMONJI sont des histones déméthylases. Les déméthylases sont des enzymes qui éliminent les groupes méthyle de molécules telles que les protéines, en particulier les histones, qui fournissent un support structurel aux chromosomes. L’équipe a révélé que les plantes sont capables de conserver une mémoire thermique en raison de la diminution de H3K27me3 (triméthylation de l’histone H3 lysine 27) sur les petits gènes de choc thermique.
« Nous avons découvert que ces protéines sont nécessaires à l’acclimatation à la chaleur dans Arabidopsis thaliana. Ces résultats, ainsi que de futures études, clarifieront davantage les mécanismes de la mémoire et de l’adaptation des plantes », explique Yamaguchi.
Cette recherche sera pertinente pour la recherche génétique dans un certain nombre de domaines, notamment la biologie, la biochimie, l’écologie et les sciences de l’environnement et de l’agriculture, et s’applique à l’étude des animaux ainsi que des plantes. Comprendre le mécanisme de mémoire épigénétique révélé dans cette étude aidera à travailler avec la tolérance à la chaleur pour maintenir l’approvisionnement alimentaire dans des conditions naturelles.
La source:
Institut des sciences et de la technologie de Nara
Référence de la revue :
Yamaguchi, N., et al. (2021) Les déméthylases H3K27me3 modifient l’expression de HSP22 et HSP17.6C en réponse à une chaleur récurrente dans Arabidopsis. Communication Nature. doi.org/10.1038/s41467-021-23766-w.
