Si les plantes ne possèdent ni yeux ni oreilles, elles peuvent toujours « voir », « entendre », « sentir » et « réagir » aux signaux et dangers environnementaux. C’est notamment le cas pour leur réaction face à des pathogènes virulents. Mais comment font-elles ?
Si les processus sensoriels des plantes restent complexes et mystérieux, une nouvelle étude cartographiant les interactions entre protéines nous permet aujourd’hui d’y voir un peu plus clair. Plutôt que de s’appuyer sur des organes sensoriels comme les mammifères, les plantes utilisent de leur côté des protéines situées sur les membranes externes de leurs cellules pour détecter les produits chimiques environnants, ou autres protéines provenant d’agents pathogènes. Ces détections déclencheront alors un signal d’avertissement dans la cellule.
Il existe des centaines de variétés de protéines membranaires qui contribuent au développement, à la croissance et à l’immunité de la plante, ainsi qu’à sa capacité à répondre à différents stress. Notre compréhension de la façon dont toutes ces protéines travaillent ensemble est néanmoins très limitée. D’où l’importance de cette nouvelle recherche menée par Shahid Mukhtar, professeur adjoint de biologie à l’Université d’Alabama à Birmingham (États-Unis), qui a retracé et cartographié avec son équipe les interactions de 200 de ces protéines.
« C’est un travail pionnier pour identifier la première couche d’interactions entre ces protéines », note le chercheur dans un communiqué de presse. « Une compréhension de ces interactions pourrait conduire à des moyens d’augmenter la résistance d’une plante à des agents pathogènes, ou à d’autres stress comme la chaleur, la sécheresse, la salinité ou le froid ».
Les chercheurs ont ici généré cette carte en clonant les protéines, puis en les testant par paires pour voir si elles interagissaient. Si tel était le cas, elles étaient ajoutées au réseau de protéines, révélant au final que seulement quelques-unes d’entre elles agissaient en tant que « nœuds » pour l’interaction des protéines sensorielles. Les chercheurs ont ensuite confirmé leur découverte en faisant pousser des plantes qui ne possédaient pas certaines ces protéines. Ces dernières présentaient alors des troubles du développement et des systèmes immunitaires déficients, soulignant ainsi l’importance des protéines précédemment identifiées.
Cette nouvelle compréhension des systèmes végétaux pourrait nous aider à concevoir génétiquement des plantes plus audacieuses, plus résistantes aux stress environnementaux comme le réchauffement climatique et les agents pathogènes. Des plantes pourraient aussi être utilisées par les militaires comme capteurs à distance.
Vous retrouverez tous les détails de cette étude dans la revue Nature.
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