Les scientifiques affirment que s’ils parviennent à comprendre la croissance incontrôlée des plantes, ils pensent pouvoir trouver un remède au cancer.
Si les scientifiques parviennent à comprendre la croissance des plantes, ils pourront peut-être trouver un remède contre le cancer.
Afin d’augmenter les rendements agricoles, il est important de comprendre comment les plantes traitent la lumière. Les plantes utilisent la lumière pour déterminer le moment de leur croissance et de leur floraison. Les plantes trouvent la lumière à l’aide de protéines appelées photorécepteurs. Cependant, la compréhension des plantes a des répercussions dans d’autres domaines que l’agriculture. Ullas Pedmale, professeur adjoint au Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), et ses collègues ont découvert comment les protéines UBP12 et UBP13 régulent l’activité d’un photorécepteur CRY2. Leur découverte pourrait faire apparaître de nouvelles stratégies de contrôle de la croissance, avec des implications potentielles bien au-delà de l’agriculture.
Il existe des photorécepteurs CRY à la fois chez les plantes et chez les humains. Ils sont liés à un certain nombre d’affections, dont le diabète, le cancer et plusieurs troubles du cerveau. Le CRY2 aide à réguler la croissance des personnes et des plantes. Le développement incontrôlé des plantes réduit leur viabilité, tandis qu’il provoque le cancer chez l’homme. “Si nous comprenons la croissance,” dit Pedmale, “nous pouvons guérir le cancer”.
La manipulation des niveaux des protéines CRY2 et UBP12 et UBP13 dans les plantes Arabidopsis thaliana affecte la croissance. La première plante à partir de la gauche montre une croissance normale. La deuxième plante est dépourvue de CRY2 et a trop grandi. La troisième plante est dépourvue d’UBP12 et d’UBP13 et sa croissance est plus courte. La quatrième plante avait des niveaux élevés d’UBP12 et d’UBP13, et la cinquième avait des niveaux élevés de CRY2. Crédit : Laboratoire Pedmale/CSHL, 2022
Les plantes ont besoin de la bonne quantité de CRY2 pour savoir quand pousser et fleurir. Pedmale et Louise Lindbäck, ancienne boursière postdoctorale, ont découvert que la manipulation d’UBP12 et d’UBP13 pouvait modifier la quantité de CRY2 dans les plantes. Ils ont constaté que l’augmentation des UBP12 et UBP13 réduit les niveaux de CRY2. Les plantes ont alors pensé qu’il n’y avait pas assez de lumière. En réponse, elles ont poussé des tiges plus longues et anormales pour en atteindre davantage. Pedmale dit :
“Nous avons ici un moyen de comprendre la croissance – et nous pourrions manipuler la croissance simplement en manipulant deux protéines. Nous avons trouvé un moyen d’augmenter la production de fleurs. Vous avez besoin de la floraison pour vous nourrir. S’il n’y a pas de fleur, il n’y a pas de grain, pas de riz, pas de blé, pas de maïs.”
Pedmale et Lindbäck ne savaient pas exactement comment UBP12 et UBP13 régulaient CRY2. En y regardant de plus près, les chercheurs ont fait une découverte surprenante. Chez l’homme et d’autres organismes, des versions de UBP12 et UBP13 protègent les photorécepteurs CRY de la dégradation. Mais chez les plantes, l’équipe a constaté le contraire. Les UBP12 et UBP13 contribuaient en fait à la dégradation des CRY2. Lindbäck, qui est actuellement ingénieur en recherche et développement chez Nordic Biomarker en Suède, explique :
“Dans la littérature, on sait que si vous trouvez une interaction de ce type, elle protège de la dégradation. Au début, nous avons vu le contraire, et nous avons pensé, ‘ok, peut-être que j’ai fait quelque chose de mal,’ mais ensuite quand je l’ai fait plusieurs fois, nous avons réalisé, ‘ok, c’est vrai.’ Au lieu de protéger le CRY2, il provoque la dégradation du CRY2.”
Pedmale espère que sa découverte aidera les chercheurs et les sélectionneurs de plantes à améliorer le rendement des cultures. Il espère également que son travail contribuera à éclairer la recherche sur le cancer. “Mes collègues du CSHL travaillent dur pour essayer de comprendre le cancer”, dit-il. “Nous l’abordons sous un angle différent avec les plantes”.
L’étude a été financée par les National Institutes of Health.
Référence : “Les désubiquitinases UBP12 et UBP13 déstabilisent le récepteur de lumière bleue CRY2 pour réguler la croissance d’Arabidopsis” par Louise N. Lindbäck, Yuzhao Hu, Amanda Ackermann, Oliver Artz et Ullas V. Pedmale, 13 juin 2022, Current Biology.
DOI : 10.1016/j.cub.2022.05.046
