Posté par Isabelle le Vendredi 14/06/2019 à 14:00
Comment les plantes contrôlent-elles le transport des nutriments ?

La manière dont les plantes régulent l’acheminement des produits de la photosynthèse pour optimiser leur croissance, est une question centrale dans le contexte environnemental actuel. Dans cette étude, publiée dans la revue Nature Plants, les chercheurs ont découvert que certains lipides étaient des acteurs importants de ce processus et ont également mis en avant une régulation pour le moins inattendu du processus de transport via des ponts cellulaires appelés plasmodesmes.

Les plantes capturent et utilisent l’énergie solaire. Grâce à la photosynthèse, elles fabriquent à partir d’eau et de CO2 de la matière organique. Les sucres, produits de la photosynthèse, sont transportés des feuilles (ou autres tissus photosynthétiques) vers le reste de la plante et notamment vers les organes puits (qui puisent les sucres) en pleine croissance. Ces derniers ont un besoin critique de cet apport nutritif. Le transport de nutriments peut s’effectuer sur une longue distance grâce au système vasculaire mais également de cellule à cellule, les deux étant souvent couplés. Comprendre comment le transport et le "déchargement" des produits de la photosynthèse dans les tissus puits sont régulés au niveau moléculaire est une question critique en biologie végétale.

Dans le cadre d'une collaboration internationale, les chercheurs ont découvert un nouveau gène, appelé Phloem Unloading Modulator ("PLM") affectant le déchargement des produits de la photosynthèse au niveau du système racinaire chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Ils ont pu montrer que des mutants "perte de fonction" présentaient une augmentation du taux de déchargement dans la pointe racinaire et ce à une interface cellulaire spécialisée précédemment identifiée comme critique dans ce processus.

En combinant des approches en génétique inverse, microscopie photonique et analyses biochimiques, les chercheurs ont établi que PLM est impliqué dans la voie de biosynthèse de certains lipides, appelés sphingolipides. Ces composants, essentiels aux membranes biologiques, agissent par une voie encore inconnue sur la structure de pores membranaires ultra spécialisés appelés plasmodesmes. Ces derniers sont de véritables portes en périphérie des cellules végétales qui permettent la communication intercellulaire chez les plantes contrôlant ainsi un des processus fondamentaux au développement des plantes: la communication intercellulaire et le transport de nutriments (voir figure). Ces plasmodesmes sont des structures extrêmement plastiques pouvant s'ouvrir et se fermer afin de contrôler les échanges intercellulaires. En analysant l’ultrastructure de ces pores membranaires nanoscopiques, les chercheurs viennent de démontrer, contre toutes attentes, que des pores apparemment fermés étaient en fait perméables et favorisaient les échanges entre cellules. Ces travaux remettent en question les modèles actuels permettant d’expliquer la régulation des échanges moléculaires entre cellules via ces pores ultraspécialisés spécifiques au règne végétale.

Figure: Structure 3D d’un plasmodesme par tomographie électronique © William Nicolas

Pour en savoir plus:
Sphingolipid biosynthesis modulates plasmodesmal ultrastructure and phloem unloading.
Yan D, Yadav SR, Paterlini A, Nicolas WJ, Petit JD, Brocard L, Belevich I, Grison MS, Vaten A, Karami L, El-Showk S, Lee JY, Murawska GM, Mortimer J, Knoblauch M, Jokitalo E, Markham JE, Bayer EM, Helariutta Y.
Nat Plants. 2019 Jun;5(6):604-615. doi: 10.1038/s41477-019-0429-5. Epub 2019 Jun 10.

Contact chercheuse:
Emmanuelle Bayer - Chercheuse CNRS au Laboratoire de Biogenèse Membranaire (CNRS/Université de Bordeaux) - emmanuelle.bayer at u-bordeaux.fr
Dernières news
Par une décision publiée le 8 juillet 2019, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) autorise la mise en service de l’installation SPIRAL2* au GANIL à Caen. Les...
Cinquante ans après le premier pas de l’humanité sur la Lune, une mission, la première exploration spatiale financée par des entreprises privées - dont le CEA est...
L’analyse génomique de 67 génomes de boeufs archéologiques, (Bos taurus), du Proche Orient, publiée dans la revue Science, impliquant des chercheurs CNRS du...
Au cours des dernières années, une augmentation des décès impliquant les opioïdes a été observée en Occident. Selon les autorités, nous assistons à une...
Des chercheurs de l’UNIGE et de l’Université de Maastricht démontrent que le cerveau s’adapte à l’intention de la personne en privilégiant soit l’écoute...
Une nouvelle étude publiée dans la revue scientifique Nature montre qu’une infection intestinale peut mener à une pathologie semblable à la maladie de Parkinson...
Entrez dans la peau du célèbre détective Sherlock Holmes. Une loupe à la main à la recherche du moindre indice pour résoudre votre énigme... C’est exactement ce...
L'expérience Stella a mis à profit sa seconde campagne pour étudier le phénomène de "suppression" dans les réactions de fusion des étoiles impliquant des noyaux...
Les loci complexes chez les mammifères contiennent plusieurs gènes dont la régulation est déterminée au cours du développement ou induite par des signaux...
S’ils ne reçoivent pas de traitement antirétroviral (ART), la majorité des patients infectés par le VIH voient leur système immunitaire s’affaiblir...
Les niveaux des nappes phréatiques se situent généralement autour ou en-dessous des niveaux moyens des mois de juin. Ces niveaux traduisent une recharge 2018-2019 peu...
Les bébés dont la mère a subi une intervention chirurgicale avant la grossesse présentent un risque accru de manifester des symptômes de sevrage aux opioïdes à la...
L'expérience LISA pourra déceler des planètes dans toute la Galaxie Les récentes détections d'ondes gravitationnelles, infimes vibrations de l'espace-temps, ont...
L’impression en 3D de tissus humains pourrait contribuer à maintenir la bonne santé des astronautes en route vers Mars. De premiers échantillons de peau et d'os ont...
Des chercheurs des universités de Genève et de Manchester ont pour la première fois confirmé expérimentalement la théorie de la très forte résonance magnétique...
Malgré leurs profondes différences structurales, une seule goutte suffit à rapprocher les cristaux et les solides élastiques. Des chercheurs du laboratoire Matière...
Les virus utilisent la biologie de leur hôte pour s’installer et se répandre. Plutôt que de les cibler directement, les chercheurs imaginent des stratégies pour...
Selon une collaboration impliquant des chercheurs de l'Iramis, la diffusion de neutrons couplée à la microscopie électronique apporte des informations uniques sur les...
Le cholestérol participe à des fonctions essentielles du cerveau, et des dysfonctions de son métabolisme sont observées dans plusieurs maladies...
Des chercheurs de l'institut Fresnel et de NeuroSpin, en collaboration avec l'université de Saint-Pétersbourg en Russie, ont mis au point une nouvelle antenne...
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL
sous le numéro de dossier 1037632
Informations légales