Des chercheurs de Wageningen ont découvert un composant jusqu’alors inaperçu dans le cresson : un mince film qui enveloppe l’embryon dans la graine. Cette découverte est particulièrement remarquable car cette espèce a été étudiée de manière intensive pendant cinq décennies. Les nouvelles connaissances sur ce composant pourraient aider les entreprises semencières et de sélection à maintenir la santé de leurs semences et de leurs plantes.
Des chercheurs du groupe de biochimie de Dolf Weijers et du groupe de mécanobiologie de Joris Sprakel ont détaillé leurs découvertes dans la revue Développement. Bien que le rôle exact de ce composant nouvellement découvert ne soit pas encore clair, les scientifiques soupçonnent que l’enveloppe embryonnaire agit comme une sorte de camisole de force, garantissant que l’embryon conserve la forme correcte pendant son développement.
Durant les premiers jours suivant la fécondation, la couche nutritive entourant l’embryon n’est pas complètement développée, ce qui laisse plus d’espace. La membrane peut jouer un rôle crucial en garantissant que l’embryon conserve sa forme appropriée, empêchant ainsi la croissance incontrôlée et le gonflement des cellules, selon Weijers et Sprakel.
Force invisible
Malgré son rôle possible dans le maintien de la forme du bébé plant, l’enveloppe embryonnaire est incroyablement fine, ce qui explique pourquoi les chercheurs en plantes l’ont négligée pendant des décennies. Les découvreurs Yosapol Harnvanichvech et Cecilia Borassi sont tombés par hasard sur le film alors qu’ils tentaient de séparer les seize cellules d’un jeune embryon végétal. Une force invisible maintenait les cellules ensemble. Ce n’est que lorsque les chercheurs ont regardé au microscope pour comprendre pourquoi les cellules ne se détachaient pas qu’ils ont vu le film entourant l’embryon.
« Nous avons alors su quoi chercher », déclare Borassi avec enthousiasme. Les phytologues ont scanné des images détaillées d’embryons de plantes que leurs collègues avaient prises il y a des années avec un microscope électronique. « C’est généralement l’un de ces composants que l’on ne remarque que lorsque l’on sait qu’il est là. »
Lorsque les chercheurs de Wageningen ont examiné des publications scientifiques, ils ont découvert des membranes similaires sur des photos d’embryons de plants de tabac. Weijers et Sprakel sont convaincus que le même composant est présent dans beaucoup plus de plantes, sinon dans toutes.
Prendre en compte la production de semences
Les implications de cette découverte sont importantes pour les entreprises semencières et de sélection, car on pense que la membrane joue un rôle crucial dans la santé des graines et des embryons. « Si vous ne savez pas qu’une telle membrane embryonnaire existe, vous ne pouvez pas en tenir compte », explique Weijers. Une membrane endommagée, déformée, voire manquante pourrait avoir de graves conséquences sur la croissance et le développement du bébé plant.
Pour comprendre les conséquences exactes, les scientifiques doivent manipuler ou retirer l’enveloppe embryonnaire en laboratoire, mais cela s’avère difficile car l’enveloppe est constituée de graisses et de protéines liées les unes aux autres via des liaisons croisées. Cela le rend complètement élastique, extrêmement résistant et difficile à décomposer avec des produits chimiques. « Nous avons essayé sans cesse, mais nous n’avons toujours pas réussi », déclare Harnvanichvech.
Gatekeeper comme hypothèse alternative
Si nos collègues chercheurs réussissent, nous comprendrons mieux la fonction exacte de la membrane et les conséquences de tout incident. Même si les chercheurs soupçonnent que la fonction de camisole de force évoquée précédemment constitue le rôle le plus évident de l’enveloppe, ils n’excluent pas d’autres possibilités. L’enveloppe pourrait servir de gardien, ne laissant passer qu’un groupe sélectionné de produits chimiques.
« De cette façon, les jeunes embryons vulnérables peuvent être protégés contre les substances nocives », explique Borassi. Enfin, l’enveloppe embryonnaire pourrait servir de point d’attache à la couche graisseuse protectrice que la plante développera plus tard. La couche adipeuse peut mieux adhérer à la membrane qu’à l’embryon lui-même.
Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour révéler le rôle de la membrane embryonnaire, Harnvanichvech et Borassi sont enthousiasmés par leur découverte. « C’est vraiment cool de découvrir quelque chose de nouveau avec la science fondamentale », a déclaré Borassi.
Plus d’information:
Yosapol Harnvanichvech et al, Une enveloppe protéique élastique encapsule le premier embryon d’Arabidopsis, Développement (2023). DOI : 10.1242/dev.201943