Comprendre comment les plantes traitent la lumière est essentiel pour améliorer les rendements des cultures. La lumière aide les plantes à savoir quand pousser et fleurir au bon moment. Les plantes trouvent la lumière grâce à des protéines appelées photorécepteurs. L’équipe du professeur adjoint Ullas Pedmale du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) a découvert comment les protéines appelées UBP12 et UBP13 aident à réguler un photorécepteur appelé CRY2. Publié dans Biologie actuelleleur découverte pourrait révéler de nouvelles façons de contrôler la croissance, qui pourraient avoir de vastes applications au-delà de l’agriculture.
Les photorécepteurs CRY sont communs aux plantes et aux humains. Ils sont liés à des maladies humaines telles que le cancer, le diabète et plusieurs troubles cérébraux. CRY2 aide à contrôler la croissance des humains et des plantes. Alors que la croissance incontrôlée des plantes les rend moins viables, la croissance incontrôlée chez les humains provoque le cancer. « Si nous comprenons la croissance », dit Pedmale, « nous pouvons guérir le cancer. »
Les plantes ont besoin de la bonne quantité de CRY2 pour savoir quand pousser et fleurir. Pedmale et ancienne postdoctorante Louise Lindbäck a découvert que la manipulation d’UBP12 et d’UBP13 peut modifier la quantité de CRY2 dans les plantes. Ils ont constaté que l’augmentation de l’UBP12 et de l’UBP13 réduit les niveaux de CRY2. Cela a fait penser aux plantes qu’il n’y avait pas assez de lumière. En réponse, ils ont poussé des tiges plus longues et anormales pour atteindre plus.
Pedmale dit : « Nous avons un moyen de comprendre la croissance ici, et nous pourrions manipuler la croissance simplement en manipulant deux protéines. Nous avons trouvé un moyen d’augmenter la production de fleurs. Vous avez besoin de fleurs pour vous nourrir. S’il n’y a pas de fleur, il n’y a pas céréales, pas de riz, pas de blé, pas de maïs. »
Pedmale et Lindbäck ne savaient pas exactement comment UBP12 et UBP13 régulaient CRY2. Lorsque les chercheurs ont regardé de plus près, ils ont fait une découverte surprenante. Chez l’homme et d’autres organismes, les versions de UBP12 et UBP13 protègent les photorécepteurs CRY de la dégradation. Mais dans les plantes, l’équipe a vu le contraire. UBP12 et UBP13 aidaient en fait à dégrader CRY2 à la place.
Lindbäck, qui est actuellement ingénieur en recherche et développement chez Nordic Biomarker en Suède, explique : « D’après la littérature, on sait que si vous trouvez une interaction comme celle-ci, elle protégera de la dégradation. Au départ, nous avons vu le contraire, et nous avons pensé, « D’accord, peut-être que j’ai fait quelque chose de mal », mais quand je l’ai fait plusieurs fois, nous avons réalisé « d’accord, c’est vrai ». Au lieu de protéger CRY2, il provoque la dégradation de CRY2. »
Pedmale espère que leur découverte aidera les chercheurs et les phytogénéticiens à améliorer les rendements des cultures. Il espère également que son travail contribuera à éclairer la recherche sur le cancer. « Mes collègues du CSHL travaillent dur pour essayer de comprendre le cancer », dit-il. « Nous y arrivons sous un angle différent avec les plantes. »
Louise N. Lindbäck et al, les déubiquitinases UBP12 et UBP13 déstabilisent le récepteur de lumière bleue CRY2 pour réguler la croissance d’Arabidopsis, Biologie actuelle (2022). DOI : 10.1016/j.cub.2022.05.046