La plante de haricot en germination pousse la base de la racine latérale. Maintenant, les chercheurs ont identifié les substances derrière la sensation. Crédit : Mindaugas Kriksciukas/GPhase
La base des racines des plantes et les embryons d’animaux dépendent de la même substance chimique pour réussir leur avancement.
Alors, qu’est-ce que les œufs de grenouille ont en commun avec les crèmes anti-âge ? Leur réalisation dépend d’un groupe de substances chimiques appelées rétinoïdes, capables de générer et de régénérer les tissus.
Une nouvelle étude chez les plantes montre que les capacités génératrices de tissus des rétinoïdes sont également responsables de la progression appropriée des racines.
Lorsque vous avez déjà planté la graine de radis, vous comprenez que la première chose à faire est de développer une longue racine verticale. Prévoyez un peu plus de temps, mais il obtiendra sûrement une base de racines plus petite qui s’étendra verticalement par rapport à la venue de la plante. Au fil du temps, ces racines d’assortiment vont se multiplier à plusieurs reprises et se disséminer, formant une toile qui stabilise et nourrit la plante.
Ces types de racines latérales ne jaillissent pas au hasard. Ils apparaissent puis s’y ramifient à intervalles réguliers le long d’un axe principal, suivant un rythme. Ce qui régule et établit exactement leur développement et leur rythme n’était pas reconnu jusqu’à présent.
Dans une nouvelle étude, publiée le 26 août dans la revue Science, une équipe d’enquête dirigée par Alexandra Dickinson, professeur agrégé à l’université ou au collège de Californie, Hillcrest, et Philip Benfey, le professeur distingué Paul Kramer de biologie à Fight it à l’Université, identifie le composé particulier qui joue un rôle clé dans le déclenchement du développement des racines latérales des plantes.
L’équipe de recherche a trouvé un nouveau bon suspect : le rétinal, un type de rétinoïde, semblait faire l’affaire.
Chez l’homme, en plus de tous les animaux vertébrés, transformer un œuf fécondé en un bon embryon avec un petit cœur défaillant nécessite que les cellules souches distinguent, se spécialisent et produisent des tissus spécifiques, comme des os, des vaisseaux sanguins ainsi qu’un système nerveux. Cette méthode est démarrée et régulée par la rétine. Les animaux ne peuvent pas générer leur propre rétine, même s’ils doivent l’ingérer à partir de plantes, ou même d’animaux qui mangent des plantes.
“Nous savons que la vie végétale a la capacité de produire ce composé particulier, qu’il est très important pour le développement des animaux de compagnie, et il était donc très tentant de vérifier son rôle dans le développement des plantes également”, a déclaré Dickinson, qui a dirigé cette étude particulière en tant que partie de la recherche postdoctorale de la fille avec Duke.
Pour s’assurer que les plantes utilisent la rétine à bon escient, les molécules rétiniennes doivent former une équipe avec une protéine au sein de la cellule végétale, dans le cadre d’un processus appelé liaison aux protéines.
Pour essayer de savoir si la rétine était à l’origine du développement des racines de la variété, Dickinson et son équipe ont traité les semis à l’aide d’un colorant qui brille lorsque la rétine est liée à une protéine à l’intérieur d’une cellule. Comme la plantule a grandi, d’excellents points sont apparus près de l’extrémité de la racine primaire. Peu de temps après, la racine latérale pourrait se développer à partir de ces points lumineux.
Le processus s’est répété à intervalles réguliers car la plantule s’est développée, montrant que la croissance de la racine latérale a été précédée d’un sommet en tenue rétinienne.
Pour confirmer leurs propres découvertes, le groupe a appliqué de la rétine directement sur la racine principale des plantes. Les semis qui recevront un booster rétinien ont développé beaucoup plus de racines latérales que la normale.
Pour devenir plus sûr, l’équipe particulière a appliqué le composé qui a produit des plantes incapables de créer de la rétine, et a remarqué que ces semis produisaient très peu de base racinaire latérale.
Ils ont ensuite utilisé de la rétine directement sur le principal sous-jacent de ces types de semis et, bien sûr, le spectre des racines de la cheville a commencé à se créer là où la rétine a été appliquée.
« Toutes les façons dont nous avons tous examiné cette question sont revenues très optimistes », a déclaré Benfey.
“Si un bon embryon est privé de rétine tout au long de son développement, il fournit des défauts de développement”, a déclaré Benfey. « C’est étonnamment similaire à ce qui se passe avec la végétation et leur spectre de racines de cheville. ”
Et les similitudes ne s’arrêtent pas là : les cellules pv d’un embryon animal s’appuient sur des acides aminés spéciaux pour saisir la rétine en utilisant leur environnement. Les plantes génèrent leurs propres rétinoïdes, mais elles ont toujours besoin de protéines exclusives pour les trouer et stimuler les processus de développement.
L’équipe de recherche a découvert que la protéine végétale utilisée pour lier la rétine est un sosie de celle trouvée dans les cellules animales. Ils sont divers, mais ont une structure et une forme comparables.
“C’est incroyablement excitant d’avoir découvert à la fois le signal qui crée le développement des racines ainsi que la protéine qui le lie”, a déclaré Benfey.
La vie végétale et les animaux vertébrés sont des micro-organismes très différents, dont les voies évolutives ont suivi leur chemin individuel il y a plus de 500 millions d’années. Découvrir que les deux utilisent des substances chimiques étroitement liées pour générer de nouveaux tissus au cours de leur développement est certainement un exemple de nature atteignant séparément des stratégies similaires pour des problèmes similaires dans 2 organismes très différents, le phénomène appelé «évolution convergente. ”
Les rétinoïdes ont plusieurs utilisations médicales, à travers la crème contre l’acné pour le traitement du cancer. Trouver les moyens exacts par lesquels ces personnes régulent le développement des tissus des racines des fleurs ouvre un tout nouveau groupe de portes.
“Nous avons trouvé une nouvelle voie qui donne des informations aux cellules et les convainc de construire un nouvel organe au lieu de jouer ce qui leur a été assigné au départ”, a déclaré Dickinson. « Donc, nous pouvons probablement prendre quelque chose des plantes et l’utiliser pour mieux comprendre ce qui se passe chez les êtres humains. ”
Recherche : « Une lipocaline végétale favorise l’initiation des racines latérales oscillatoires à médiation rétinienne » par Alexandra L. Dickinson, Jingyuan ZhangMichael Luciano, Guy Wachsman, Evan Sandoval, Matn Schnermann, José Ur. Dinneny et Philip N. Benfey, le vingt-six août 2021, Science .
DOI : 10. 1126/science. abf7461
Ce travail particulier a été soutenu par le Howard Hughes Medical Institute ainsi que les National Institutes of Health des États-Unis (subvention MIRA 1R35GM131725), simplement par une bourse postdoctorale Arnold plus Mabel Beckman à Alexandra Dickinson. La recherche associée à José R. Dinneny a été financée simplement par une bourse d’études du Faculty College du Howard Hughes Medical Start et du Simons Basis. Michael Luciano et Martin Schnermann sont généralement soutenus par le programme de recherche intra-muros des instituts nationaux de la santé (NIH), la National Cancer Company et le Centre de recherche sur le cancer.
