La protéine Messenger transmet des “notes” de cellule à cellule dans les plantes

Comment un pousse de plante en développement savoir comment, où et quand grandir ? Les cellules en division ont besoin de se transmettre des messages pour coordonner leur croissance. Chez les plantes, des messages importants sont emballés dans de l’ARN, qui est envoyé de cellule en cellule. En étudiant la plante ressemblant à la moutarde Arabidopsis thaliana, Professeur au Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) David Jackson et son équipe ont découvert que les messages ARN ont besoin d’une protéine spéciale pour les accompagner là où ils doivent aller. Sans cette escorte, les cellules ne peuvent pas se coordonner et la plante ne se développe pas correctement.

Contrairement aux cellules animales, les cellules végétales sont entourées d’une paroi cellulaire rigide. Les messages peuvent traverser ce mur à travers de minuscules trous appelés plasmodesmes. Munenori Kitagawa, postdoctorant au laboratoire de Jackson qui a dirigé cette étude, déclare : « Les plasmodesmes sont des nanocanaux intégrés dans la paroi cellulaire. Ils interviennent dans le transport de divers signaux d’une cellule à l’autre, notamment les protéines, l’ARN, les hormones, les ions et les nutriments.

Kitagawa s’est demandé comment les portes des plasmodesmes régulent la messagerie d’une cellule à l’autre. L’équipe a découvert que la signalisation ARN reposait sur une protéine appelée AtRRP44a. L’abaissement de la quantité d’AtRRP44a a ralenti le mouvement des messages d’ARN ; faute de bons messages, les plantes ne se sont pas développées correctement. Une protéine similaire à cette protéine d’escorte est présente dans d’autres plantes, levures et animaux. Les chercheurs ont pu échanger une partie des Arabidopsis thaliana système de signalisation avec des pièces de maïs et restaurer un développement normal, montrant que ce système de signalisation est similaire dans de nombreux types de plantes. Jackson déclare : « Les plantes sont très sophistiquées. Nous pensons qu’ils sont simplement assis dans leur environnement, sans bouger, mais ils traitent vraiment beaucoup d’informations. Les différentes parties de la plante se parlent, se disent si elles ont une attaque pathogène ou si elles ont besoin de nutriments.

Dans un domaine connexe étude publiée récemment dans la revue La science, Jackson et des collaborateurs de l’Université de New York ont ​​découvert que les signaux transportés à travers ces portes peuvent augmenter le nombre de couches cellulaires dans les racines du maïs, rendant les plantes potentiellement plus résistantes aux changements environnementaux.

“Ce document représente une étape importante vers la compréhension de la manière dont les informations sont échangées entre les cellules pour contrôler le développement et d’autres processus”, a déclaré John McDowell, responsable de programme au Fondation nationale des sciences des États-UnisDirection des Sciences Biologiques. “En révélant un nouveau composant de la communication de cellule à cellule, cette recherche ouvre la porte à une enquête plus approfondie qui pourrait nous permettre d’exploiter ce processus.”

Référence: Kitagawa M, Wu P, Balkunde R, Cunniff P, Jackson D. Une sous-unité d’exosome d’ARN assure la médiation du trafic de cellule à cellule d’un ARNm homéobox via des plasmodesmes. La science. 2022. doi : 10.1126/science.abm0840

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