Mieux comprendre les ARNm des plantes
Pour coordonner leurs comportements et leur croissance, les plantes ont besoin que leurs cellules communiquent entre elles. Les scientifiques ont récemment découvert une catégorie de molécules de signalisation connues sous le nom d’ARN messagers (ARNm) qui voyagent entre les cellules des plantes. Cependant, leur nature exacte,et la manière dont ils se déplacent à l’intérieur des plantes, demeurent obscurs. «Nous savions que les ARN messagers peuvent se déplacer entre les tissus et les cellules, mais nous ne savions rien de leur fonction», explique Friedrich Kragler, de l’Institut Max Planck de physiologie moléculaire des plantes. Dans le cadre du projet PLAMORF(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), des scientifiques dirigés par Friedrich Kragler ont étudié ces éléments d’information génétique pour en savoir plus.
Modéliser et étudier les caractéristiques des ARNm
L’objectif principal de Friedrich Kragler était d’identifier le mécanisme qui permet à un ARNm de passer d’une cellule à une autre et d’en déterminer les conséquences pour la plante. Un groupe dirigé par Richard Morris au Centre John Innes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au Royaume-Uni a été chargé de modéliser et d’analyser les caractéristiques des ARNm. Un autre groupe, dirigé par Julia Kehr à l’université de Hambourg(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), s’est concentré sur les protéines de liaison de l’ARN, que l’on trouve dans le système vasculaire des plantes. PLAMORF a dégagé plusieurs résultats majeurs. Il a notamment démontré que les protéines liant l’ARN peuvent former des condensats, une forme spéciale d’agrégats liquides qui, selon les chercheurs, peuvent réguler l’accessibilité et la mobilité des ARNm, tant pour les protéger que pour les acheminer ailleurs dans la plante. «Ces condensats peuvent être formés par des conditions environnementales changeantes», explique note Friedrich Kragler, notamment la sécheresse et le stress thermique. Le projet a également développé une nouvelle base de données pour analyser les résultats, après avoir découvert que la première contenait beaucoup trop d’informations erronées et de potentiels faux positifs. «Sachant que le bruit statistique est relativement élevé, nous avons suggéré à l’ensemble de la communauté la meilleure manière de l’analyser et comment le faire correctement», ajoute Friedrich Kragler. Cela a pris deux ans et représenté un travail énorme. «C’est l’une des choses les plus complexes que nous ayons jamais faites.» La recherche a également révélé qu’un manque de mobilité des ARNm modifie le phénotype de la plante, avec entre autre conséquence des différences dans la formation des fleurs. «Cela signifie que cette mobilité a pour fonction de maintenir la croissance des plantes de manière solide», confie Friedrich Kragler.
Transmettre l’information génétique par le biais de racines transgéniques
Un important résultat du projet a été largement couvert par les médias, y compris par plusieurs grands journaux. Cette recherche, basée sur les méthodes et les résultats du projet, a conçu des racines transgéniques qui peuvent être greffées sur d’autres plantes et délivrer des enzymes qui modifient l’information génétique. Cette technique permet de modifier le génome d’une plante de manière à ce que ces modifications soient transmises à la génération suivante, ce qui accélère considérablement la sélection de cultures prometteuses, notamment celles qui sont plus résistantes au changement climatique. «Selon l’espèce, on peut économiser jusqu’à 20 ou 30 ans de temps de sélection», explique Friedrich Kragler. De nombreux autres groupes utilisent désormais cette technologie pour améliorer leur sélection.
Renforcer la sécurité alimentaire européenne
Les conclusions de PLAMORF pourraient avoir un impact considérable sur la sécurité alimentaire, en rendant les cultures plus résistantes aux effets du changement climatique, notamment la chaleur, l’eau et les agents pathogènes. «Le bilan a été, dans l’ensemble, très positif, avec de nombreuses retombées sur le plan académique, technologique et industriel, et cela permettra également d’accélérer les programmes de sélection en vue des défis futurs en Europe», explique Friedrich Kragler. «Je suis donc finalement assez content.»
