P. patens viable déficient en CESA. Crédit: Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adr5188
Constituées de minuscules fils appelés microfibrilles de cellulose, les parois cellulaires végétales sont importantes pour réguler la croissance des plantes et les protéger des parasites et des agents pathogènes. Auparavant, une seule voie de production de ces microfibrilles était connue : une classe d’enzymes appelée CESA.
Mais les recherches menées par Alison Roberts, professeur de sciences biologiques à l’Université de Rhode Island, et ses collègues ont révélé que les plantes fabriquent également des microfibrilles de cellulose en utilisant sept classes différentes d’enzymes appelées CSLD – une découverte importante avec des implications potentielles dans tous les domaines, des textiles aux énergies renouvelables.
En collaboration avec des collègues du Rhode Island College, du Dartmouth College, de la North Carolina State University, de l’Université de Cambridge et de l’Université de Warwick au Royaume-Uni, et de l’URI, Roberts a récemment publié “Une voie alternative pour la biosynthèse des microfibrilles de cellulose dans les plantes” dans Avancées scientifiques.
“Comprendre la cellulose et les parois cellulaires en général est important pour comprendre comment les plantes se développent et pour pouvoir modifier les cultures en vue de leur résilience environnementale, ce qui sera important à mesure que notre climat change”, explique Roberts.
Pour étudier directement les enzymes CSLD, les chercheurs ont dû éliminer toutes les enzymes CESA d’une plante, une tâche difficile car la plupart des plantes ne peuvent pas survivre sans elles. En travaillant avec une mousse affectueusement surnommée « Physco », une découverte fortuite s’est matérialisée : la plante n’avait pas besoin de CESA pour survivre. Cela a permis à l’équipe d’étudier les CSLD par elle-même.
Alors qu’on savait déjà que les enzymes CSLD rendaient une certaine forme de cellulose importante pour la croissance de types cellulaires spécialisés, il était largement admis que la cellulose produite par les CSLD aurait une structure différente des microfibrilles de cellulose produites par les CESA. Ces dernières se regroupent pour former de minuscules structures en forme de filière, ce qui leur vaut le nom de « rosettes » en raison de leur apparence similaire à de minuscules fleurs à six pétales. La taille et la forme des rosettes déterminent la structure et les propriétés des microfibrilles de cellulose qu’elles fabriquent.
Après avoir éliminé tous les CESA de l’usine Physco, une autre surprise est apparue : ils avaient encore des rosettes et fabriquaient des microfibrilles de cellulose de la même taille et de la même forme que celles fabriquées par les CESA.
Les chercheurs ont découvert quelques indices sur la façon dont les rôles des CSLD et des CESA peuvent différer : “Dans une étude que nous avons terminée il y a un an avec des collaborateurs du Dartmouth College, nous avons constaté que les enzymes CESA et CSLD diffèrent dans la façon dont elles se déplacent dans la membrane cellulaire. et dans la manière dont ce mouvement est contrôlé”, ajoute Roberts.
“Nous souhaitons donc étudier comment les différentes façons dont les rosettes CESA et CSLD se déplacent permettent le développement de différents types de cellules végétales, y compris les tubes polliniques et les poils absorbants qui utilisent les enzymes CSLD pour fabriquer leur cellulose.”
Roberts note que cette recherche souligne la valeur de la collaboration interdisciplinaire et la nature évolutive des connaissances scientifiques. “Les collaborations sont importantes pour introduire diverses approches expérimentales, mais aussi pour introduire diverses idées”, explique Roberts, un aspect important de la recherche qui explore des observations que personne ne comprend encore.
“Il faut imaginer comment quelque chose pourrait fonctionner, puis tester cette idée”, dit-elle. “Dans ce cas, ces deux protéines se ressemblent beaucoup plus que nous ne le pensions, mais en quoi sont-elles différentes ? Et les gens imaginent cela différemment, ce qui entraîne la conception d’expériences différentes – et une probabilité bien plus élevée que vous trouviez la protéine.” répondre.”
Plus d’informations :
Eric M. Roberts et al, Une voie alternative pour la biosynthèse des microfibrilles de cellulose chez les plantes, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adr5188
Fourni par l’Université de Rhode Island
Citation: Une étude révèle deux classes d’enzymes végétales qui ignorent la règle commune de l’évolution (7 janvier 2025) récupéré le 7 janvier 2025 sur
Ce document est soumis au droit d’auteur. En dehors de toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.
#Une #étude #révèle #deux #classes #denzymes #végétales #qui #ignorent #règle #commune #lévolution