Des chercheurs de l'Université de Fribourg ont identifié la molécule HAN comme un régulateur important qui contrôle la croissance des plantes en association avec WOX5. Comprendre ce mécanisme est pertinent pour sélectionner des cultures plus résilientes ou à plus haut rendement.
Les plantes forment de nouvelles feuilles, fleurs et racines à l'extrémité des pousses et des racines, dans des régions de croissance spécifiques appelées méristèmes. Ces méristèmes contiennent des cellules souches qui se divisent selon les besoins et forment de nouvelles cellules qui se développent en tissus spécialisés. À l'aide de l'exemple des racines des plantes, des chercheurs de Fribourg ont pu comprendre quels mécanismes de régulation garantissent une croissance contrôlée dans le méristème. Les résultats ont été publiés dans la revue Plantes naturelles.
Les cellules souches dépendent des signaux provenant d’autres cellules
Le fait que les cellules souches puissent continuellement se diviser et former des cellules progénitrices pour des tissus spécialisés n’est pas une évidence : les signaux provenant d’autres cellules sont nécessaires pour contrôler les propriétés des cellules souches. Cette dépendance aux processus de signalisation est également un mécanisme de protection. Si les cellules souches étaient capables de se multiplier de manière incontrôlée, cela entraînerait une croissance incontrôlée, comme dans le cas du cancer.
WOX5 est une molécule de signalisation importante qui régule les cellules souches du méristème. Cependant, le mécanisme par lequel cela se produit était jusqu’alors inconnu. Une équipe de recherche dirigée par le professeur Thomas Laux, membre du pôle d’excellence CIBSS – Center for Integrative Biological Signaling Studies de l’Université de Fribourg, a réussi à décoder ce mécanisme. L'équipe a identifié HAN comme un facteur essentiel qui transmet la fonction de WOX5.
La molécule régulatrice des gènes HAN est un régulateur important pour la croissance des plantes.
Nous avons pu montrer que HAN transmet le signal WOX5 et garantit que le gène CDF4 reste inactif dans les cellules souches. Autrement, CDF4 entraînerait une inhibition des propriétés des cellules souches. En supprimant CDF4, HAN permet aux cellules souches du méristème racinaire de rester indifférenciées et de continuer à se diviser. »
Prof. Dr. Thomas Laux, membre du pôle d'excellence CIBSS – Center for Integrative Biological Signaling Studies de l'Université de Fribourg
L’équipe a utilisé des méthodes de biologie moléculaire ainsi que des modèles mathématiques. Ceux-ci fournissent une explication possible de la raison pour laquelle ce mécanisme apparemment compliqué pourrait être un avantage pour la plante : l'implication de HAN comme lien entre WOX5 et CDF4 semble rendre la régulation des cellules souches moins sensible aux influences environnementales. « Dans des recherches plus approfondies, nous voulons maintenant savoir si la nature multiniveau du processus a réellement l'effet que nous observons dans la modélisation », explique Laux.
Processus également important pour la sélection végétale
Une compréhension précise des processus par lesquels les plantes poussent est une base importante pour sélectionner des cultures plus résilientes ou à plus haut rendement. En effet, il permet l’identification et la sélection ciblées de plantes capables de pousser et de produire des rendements même dans des conditions loin d’être idéales, telles que des conditions météorologiques extrêmes.
