Le stress compressif, orienté par la prolifération à motifs régulée par la cytokinine, établit la symétrie de la frontière tissulaire dans le tissu vasculaire de la racine d’Arabidopsis. —
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La génération et le maintien des limites tissulaires sont fondamentaux pour le développement d’organes fonctionnels chez les plantes et les animaux. En général, les limites tissulaires sont initialement définies entre les cellules primordiales, et leurs formes et arrangements sont affinés au cours de la croissance ultérieure des organes. Dans ce processus, la migration cellulaire joue un rôle de restriction pour le raffinement des limites dans les systèmes animaux, cependant, le tissu végétal manque d’une telle fluidité cellulaire en raison de ses parois cellulaires. Malgré des progrès significatifs dans la compréhension de la structuration initiale des limites tissulaires dans plusieurs organogenèses végétales, si et comment la forme des limites est régulée dans la phase de croissance ultérieure reste inconnue chez les plantes.
Une équipe de recherche dirigée par Shunsuke Miyashima à l’Institut des sciences et technologies de Nara (NAIST) a défini un mécanisme pour façonner la frontière tissulaire et affiner sa symétrie pendant le développement du tissu vasculaire de la racine d’Arabidopsis. “La prolifération localisée régulée par le circuit de signalisation de la cytokinine est décodée en une contrainte mécanique orientée globalement pour symétriser la limite du tissu vasculaire végétal”, dit-il.
En utilisant l’ablation cellulaire au laser et la simulation mécanique, les chercheurs ont démontré que la prolifération cellulaire biaisée en position dans le développement vasculaire génère un champ de contrainte de compression anisotrope, lissant et symétrisant la frontière entre deux principaux types de cellules dans le tissu vasculaire végétal, le xylème et le procambium. En tant que mécanisme moléculaire, les chercheurs ont découvert que le facteur de transcription GATA HANABA-TARANU (HAN) forme une boucle régulatrice d’anticipation à la réponse de la cytokinine pour déterminer la position et la fréquence de la prolifération cellulaire, limitant ainsi de manière distale et symétrique la source de stress mécanique à la frontière. L’environnement spatialement contraint du tissu vasculaire végétal entraîne efficacement l’orientation du stress entre les cellules pour produire un champ de stress à l’échelle du tissu, lissant et symétrisant mécaniquement la limite du type de cellule vasculaire.
Ce travail révèle un mécanisme de formation des limites tissulaires au cours du développement des tissus vasculaires des racines d’Arabidopsis. Grâce à la prolifération cellulaire biaisée en position, le circuit de signalisation cytokinine-HAN organise un champ de contrainte de compression anisotrope, qui lisse et symétrise la frontière tissulaire. Ce travail est unique en ce sens qu’il démontre que la régulation du stress mécanique se produit non seulement au niveau des cellules adjacentes, mais également à des emplacements distaux dans la structuration des tissus. Bien que ce mécanisme soit actuellement démontré dans les systèmes à base de plantes, il est probable que ce mécanisme agisse également dans les tissus animaux. Ainsi, ce travail apporte un éclairage nouveau sur la mécanique cellulaire impliquée dans la morphogenèse chez tous les organismes multicellulaires.
