Écrit par Cordis Nouvelles

Des chercheurs du Royaume-Uni et de Pologne ont découvert de nouvelles informations sur la façon dont les plantes adaptent leur floraison au climat ainsi que sur le contrôle des gènes. Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet SIROCCO (étude de la complexité des organismes eucaryotes). Ce projet a reçu près de 12 millions d'euros au titre du sixième programme-cadre de l'Union Européenne. L'étude a également été soutenue par une bourse de formation initiale Marie Curie. Les résultats ont été publiés dans les revues Science et Nature.

 

Les travaux précédents portant sur le séquençage du génome et l'expression des gènes ont principalement étudié les transcriptions d'ARN messager (acide ribonucléique) réalisées à partir de gènes codant pour des protéines. Cependant les chercheurs ont découvert qu'outre cet ARN «codant», il existait un ARN «non codant» dont le rôle est crucial dans la régulation de l'activité des gènes. Les rôles spécifiques de cet ARN non codant sont mal compris, mais les chercheurs l'ont associé au développement du cancer. Ils supposent également qu'il pourrait intervenir dans la différenciation des cellules souches.

 

Le professeur Caroline Dean du John Innes Centre au Royaume-Uni a dirigé une équipe de chercheurs afin d'étudier la façon dont les plantes contrôlent leur floraison en fonction du climat. Ces travaux ont également amélioré la compréhension du traitement de l'ARN non codant et son impact sur l'expression des gènes. Les résultats ont aussi montré ce que peut apporter un modèle végétal à notre conception du contrôle des gènes.

 

Un gène de la crucifère Arabidopsis inhibe la floraison

L'étude a porté sur Flowering Locus C (FLC), un gène de la crucifère Arabidopsis qui inhibe la floraison. Le fait de désactiver ce gène déclenche la floraison et la phase de reproduction de la plante. Le succès reproductif de la plante dépend directement de l'époque à laquelle cette phase est lancée.

 

Les travaux ont montré que divers signaux interagissent avec le gène FLC pour activer ou désactiver son inhibition de la floraison. L'exposition à une période froide prolongée est l'un des signaux communs à de nombreuses plantes. Appelé vernalisation, ce processus intervient pour que la floraison ne commence que dans des conditions favorables (lorsque les froidures hivernales s'achèvent et que le printemps commence).

 

Le gène FLC inhibe sa transcription

L'étude du gène FLC a également participé à améliorer la compréhension du phénomène complexe qu'est la régulation des gènes, chez les plantes comme chez d'autres organismes. En réponse au froid, l'ARN anti-sens non codant qui recouvre le gène FLC inhibe sa transcription. Le gène «retient la mémoire» de cette désactivation pour le reste de sa vie, et reste dans cet état même lorsque le stimulus du froid est supprimé. Cette mémoire épi génétique est conservée même lors des changements dans la chromatine (l'association d'ADN et des protéines histones qui constitue les chromosomes).

 

Une évolution rapide du climat risque de perturber les plantes

L'intérêt des chercheurs pour le gène FLC et la vernalisation est motivé par les interrogations concernant l'impact du changement climatique sur les plantes. En effet, celles qui sont adaptées aux climats plus froids requièrent une vernalisation plus longue avant de fleurir. L'adaptation des plantes aux divers climats résulte de variations du gène FLC et des différentes voies qui agissent sur lui. Cependant, une évolution rapide du climat risque de perturber les plantes plus rapidement qu'elles ne peuvent s'adapter, avec un impact négatif sur la production de nourriture.