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Le destin d'une cellule dans une pousse de plante

Qu'est-ce qui détermine le phénotype d'une cellule en développement? Une initiative financée par l'UE a découvert comment les gènes et les protéines orientent les cellules de racines végétales vers leur identité finale.
Le destin d'une cellule dans une pousse de plante
La règle est que le sort des cellules est établi par l'expression ou l'inhibition des gènes responsables pour le développement d'une cellule. Les facteurs de transcription (FT) orchestrent ce processus car ils s'attachent aux séquences d'ADN spécifiques pour activer ou réprimer la transcription.

Dans les pousses végétales, la croissance est accompagnée par la différenciation précise dans des tissus comme les tissus de racines, de feuilles, de fleurs et des éléments vasculaires. Les méristèmes apicaux (SAM) par définition contiennent des cellules non différenciées qui sont organisées en zones distinctes à fonctionnalités multiples. Les SAM sont responsables de la croissance végétale en produisant de nouveaux organes d'une réserve de cellules souches pluripotentes auto-renouvelables. Ces derniers peuvent se développer en n'importe quel type de cellules, qui donneront naissance à des tissus ou des organes spécifiques.

Les études du projet SHOOT APICAL MERISTEM se sont penchées sur deux gènes pour la spécification de cellules souches: WUCHEL (WUS) et SHOOTMERISTEMLESS (STM). WUS est exprimé dans un petit groupe de cellules dans le centre du méristème appelé le centre d'organisation. STM est exprimé dans la majorité des cellules du méristème et est responsable de la différenciation cellulaire ainsi de nombreuses cellules filles peuvent proliférer avant de se développer en un organe donné.

Les membres de l'équipe ont construit des plantes transgéniques porteuses de gènes WUS et STM marqués pour identifier leurs gènes cibles directs respectifs. Ils ont découvert que sans hormone ajoutée, le gène WUS activé entraînait l'émergence de nouveaux méristèmes mais les hormones végétales, un taux élevé d'auxine mais bas de cytokine, bloquent la génération de nouveaux méristèmes.

En induisant des taux élevés d'expression de WUS et de STM dans des formes mutantes de bourse-à-pasteur, les chercheurs ont découvert que l'agencement des feuilles, la phyllotaxie, était modifiée. En effet, on a remarqué une transition graduelle de la forme des feuilles en spirale en feuille verticillée. Ces travaux impliquent le régulateur de l'expression WUS, ERECTA. Les résultats de recherche sont disponibles dans la revue Development.

SHOOT APICAL MERISTEM attend que les résultats de l'immunoprécipitation de chromatine (ChIP) et du séquençage parallèle, ChIP-Seq, permettent l'analyse complète et précise des interactions entre les protéines, l'ADN et l'ARN. Les chercheurs seront ensuite en mesure de construire un modèle pour le réseau génétique régulant la spécification cellulaire au niveau du méristème apical.

Le projet SHOOT APICAL MERISTEM a achevé une initiative de recherche très importante. Dans le contexte de la crise alimentaire mondiale, par exemple, une plateforme de connaissances fiables sur le contrôle moléculaire du développement végétal est essentielle pour maximiser le rendement des cultures.

Informations connexes

Mots-clés

Différenciation cellulaire, facteur de transcription, WUS, STM, méristème apical, phyllotaxie
Numéro d'enregistrement: 150729 / Dernière mise à jour le: 2014-11-20
Domaine: Biologie, Médecine