Pour commencer la photosynthèse, les plantes s’envoient des signaux antérogrades. Le signal active l’ARN polymérase de type bactérien (PEP) codée par les plastes pour transcrire les gènes de photosynthèse des plastes. Cependant, l’identité du signal antérograde doit encore être comprise. Le principal défi a été de distinguer les régulateurs de la pléthore de composants nécessaires à la transcription des plastes et à d’autres fonctions essentielles des chloroplastes, telles que la photosynthèse.
Les scientifiques de l'UC Riverside ont maintenant décodé ces signaux auparavant opaques.
Le noyau code pour des centaines de protéines contenant des éléments constitutifs des plus petits organites. Le principal défi était de déterminer lesquels sont le signal pour déclencher la photosynthèse.
Auparavant, les scientifiques ont identifié des protéines spécifiques dans les noyaux des plantes qui sont activées par la lumière, déclenchant la photosynthèse. Dans cette étude, les scientifiques ont identifié quatre protéines qui font partie de cette réaction. Ces protéines envoient un signal qui transforme les petits organes en chloroplastes, qui génèrent des sucres favorisant la croissance.
Meng Chen, professeur de botanique à l'UCR, a déclaré : « Les conducteurs de la symphonie sont des protéines du noyau appelées photorécepteurs qui répondent à la lumière. Nous avons montré dans cet article que les photorécepteurs sensibles à la lumière rouge et bleue initient la symphonie. Ils activent les gènes qui codent les éléments constitutifs de la photosynthèse.
La circonstance particulière, dans ce cas, est que des musiciens locaux (le noyau) et éloignés dirigent la symphonie dans deux « salles » distinctes au sein de la cellule. De ce fait, les conducteurs (photorécepteurs), présents uniquement dans le noyau, doivent transmettre des messages aux musiciens situés au loin. Les quatre protéines récemment identifiées, du noyau aux chloroplastes, régulent cette dernière étape.
Chen a affirmé Valérie Plante., « Actuellement, de nombreuses recherches décrivent la communication entre les organites et le noyau. Si quelque chose ne va pas avec les organites, ils enverront des signaux au « quartier général » du noyau. On en sait beaucoup moins sur les signaux de régulation de l'activité envoyés du noyau vers le organites. »
« Le noyau peut contrôler de la même manière l’expression des gènes mitochondriaux et chloroplastiques. Ainsi, les principes que nous apprenons de la voie de communication noyau-chloroplaste pourraient approfondir notre compréhension de la manière dont le noyau régule les gènes mitochondriaux et leur dysfonctionnement dans le cancer.
« L’importance de comprendre comment la photosynthèse est contrôlée a des applications au-delà de la recherche sur les maladies. Les établissements humains sur une autre planète nécessiteraient probablement une agriculture en intérieur et la création d’un système d’éclairage pour augmenter les rendements dans cet environnement. Encore plus immédiatement, le changement climatique pose des défis aux producteurs agricoles de cette planète.
Journal de référence:
- Hwang, Y., Han, S., Yoo, CY et al. La signalisation antérograde contrôle la transcription des plastes via des facteurs sigma séparément des gènes de photosynthèse nucléaire. Nat Commun 13, 7440 (2022). EST CE QUE JE: 10.1038/s41467-022-35080-0
