Des chercheurs du département de biochimie de l'Institut indien des sciences (IISc) ont découvert un mécanisme longtemps recherchépour réguler la croissance des plantes terrestres primitives telles que les bryophytes (un groupe qui comprend les mousses et les hépatiques) qui a été conservée chez les plantes à fleurs ultérieures.
L'étude, publiée dans la revue Nature Chemical Biology, s'est concentrée sur la régulation non canonique des protéines DELLA, un régulateur de croissance majeur qui supprime la division cellulaire chez les embryophytes (plantes terrestres).
Il est intéressant de noter que les bryophytes, premières plantes apparues sur terre il y a environ 500 millions d'années, sont dépourvues du récepteur GID1, bien qu'elles produisent la phytohormone GA. Ceci soulève la question de la régulation de la croissance et du développement de ces premières plantes terrestres.
En utilisant la marchantie polymorphe (Marchantia polymorpha) comme système modèle, les chercheurs ont découvert que ces plantes primitives utilisent une enzyme spécialisée, MpVIH, qui produit le messager cellulaire inositol pyrophosphate (InsP₈), pour décomposer DELLA sans l'intervention deacide gibbérellique.
Les chercheurs ont utilisé le système CRISPR-Cas9 pour inactiver le gène codant pour l'enzyme VIH, confirmant ainsi son rôle. Les plantes dépourvues de VIH fonctionnelle présentaient de graves anomalies de développement et des malformations morphologiques, telles que des feuilles compactes, une croissance radiale altérée et l'absence de calices. Ces anomalies ont été éliminées en modifiant le génome de la plante afin de ne produire qu'une seule extrémité (l'extrémité N-terminale) de l'enzyme VIH. Grâce à des techniques de chromatographie avancées, l'équipe a découvert que cette extrémité N-terminale contient un domaine kinase qui catalyse la production d'InsP₈.
Les chercheurs ont découvert que DELLA est l'une des cibles cellulaires de la kinase VIH. De plus, ils ont observé que les phénotypes des plantes déficientes en MpVIH étaient similaires à ceux des plantes de M. polymorpha présentant une expression accrue de DELLA.
« À ce stade, nous étions impatients de comprendre si la stabilité ou l'activité de DELLA était accrue chez les plantes déficientes en MpVIH », a déclaré Priyanshi Rana, première auteure et doctorante au sein du groupe de recherche de Lahey. Conformément à leur hypothèse, les chercheurs ont constaté que l'inhibition de DELLA pouvait restaurer significativement les phénotypes de croissance et de développement défectueux des plantes mutantes MpVIH. Ces résultats suggèrent que la kinase VIH régule négativement DELLA, favorisant ainsi la croissance et le développement des plantes.
Les recherches sur les protéines DELLA remontent à la Révolution verte, lorsque des scientifiques ont exploité, sans le savoir, leur potentiel pour créer des variétés semi-naines à haut rendement. Bien que les détails de leurs travaux soient restés flous à l'époque, les technologies modernes permettent aujourd'hui de manipuler les fonctions de ces protéines par génie génétique, ce qui accroît efficacement les rendements agricoles.
Date de publication : 23 octobre 2025