L’épigénétique peut-elle nous aider à produire des aliments plus efficacement et à lutter contre la faim dans le monde ? —
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La régénération des plantes peut se produire via la formation d’une masse de cellules pluripotentes. Le processus d’acquisition de la pluripotence implique le silence des gènes pour supprimer la mémoire tissulaire d’origine et l’amorçage pour l’activation par une entrée externe. Dirigée par le professeur Sachihiro Matsunaga de l’Université des sciences de Tokyo, une équipe de scientifiques a montré que la capacité de régénération des plantes nécessite une certaine déméthylase qui peut amorcer l’expression des gènes en réponse aux signaux de régénération.
Dans les organismes multicellulaires, tous les gènes ne sont pas exprimés dans toutes les cellules, ce qui signifie que toutes les cellules ne fabriquent pas les mêmes enzymes ou protéines, et donc que toutes les cellules n’ont pas le même métabolisme. Cette différenciation est un processus clé dans les organismes multicellulaires, y compris les plantes et les champignons. Mais à mesure que les cellules se spécialisent, elles deviennent unipotentes, ce qui signifie qu’elles perdent la capacité de former plusieurs types de cellules. Pendant longtemps, les scientifiques ont essayé de reprogrammer les cellules de mammifères pour la pluripotence par des moyens drastiques tels que le transfert nucléaire et l’induction de facteurs de transcription. Cependant, les plantes peuvent acquérir les mêmes pouvoirs de régénération via des signaux externes tels que les hormones et le stress. Une partie du phénomène est régulée par l’épigénétique, car ces modifications sont épi ou « au-dessus » des gènes.
Le professeur Matsunaga et son équipe ont utilisé Arabidopsis thaliana, une petite plante à fleurs couramment utilisée en biologie végétale, pour étudier les modifications des histones à l’échelle du génome. Les histones sont des protéines qui regroupent l’ADN eucaryote, l’empêchant d’être transcrit ou décodé. Cependant, une fois modifiées, l’emprise de ces protéines autour de la molécule d’ADN se relâche, ce qui facilite la transcription de l’ADN. Le groupe de scientifiques a découvert que c’est la déméthylation (l’élimination d’un groupe méthyle de l’acide aminé) de l’histone H3 par l’enzyme LDL3 qui confère la capacité de régénération à la plante. Ce mécanisme épigénétique permet aux cellules pluripotentes de la plante de retrouver leur état unipotent et d’assumer ainsi l’identité de méristèmes de pousses pour des tissus différenciés dont les feuilles et les tiges.
Comme aucune graine n’est nécessaire pour faire pousser ces plantes, cela pourrait potentiellement aider les scientifiques à faire pousser des plantes plus rapidement sans floraison. “En renforçant la capacité des plantes à se reproduire, même sans graines”, a indiqué le professeur Matsunaga, “il est possible d’augmenter le nombre de plantes clonales avec uniquement des feuilles, des tiges et des parties de racines. Cela peut résoudre les problèmes environnementaux en favorisant le verdissement et résoudre le problème de la pénurie alimentaire mondiale en augmentant la production de céréales et de légumes.”
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Université des sciences de Tokyo. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
