Un changement de carrière dans la quarantaine est difficile à réaliser, car il peut impliquer de se réinventer et d’adopter un tout nouveau rôle professionnel. Maintenant, des chercheurs japonais montrent que certaines cellules végétales reçoivent un coup de main de l’autophagie lorsqu’elles changent de fonctions principales au cours de leur vie.
Dans une étude publiée dans Développement, des chercheurs de l’Institut des sciences et technologies de Nara ont révélé que l’autophagie, une machinerie autodigestive qui fonctionne à l’intérieur des cellules eucaryotes, joue un rôle crucial dans la croissance des racines. C’est-à-dire que l’autophagie prend en charge la transition des cellules de la coiffe racinaire du centre de la coiffe, où elles agissent comme des capteurs de gravité, vers l’extérieur de la coiffe, où elles fonctionnent comme des cellules sécrétoires et finissent par se détacher.
Les cellules de la coiffe racinaire sont uniques parmi les cellules végétales en ce sens qu’elles sont soumises à un renouvellement constant, tandis que la plupart des autres cellules qui composent le corps de la plante sont maintenues tout au long de la vie de la plante. Au fur et à mesure que les racines grandissent et s’allongent, les cellules les plus externes de la coiffe racinaire se détachent et les cellules internes prennent leur place, changeant de fonction ainsi que d’emplacement.
« Le renouvellement cellulaire concerté et la spécialisation fonctionnelle des cellules de la coiffe radiculaire nécessitent une réorganisation subcellulaire sophistiquée », explique Tatsuaki Goh, auteur principal de l’étude. « Cependant, la dynamique spatio-temporelle de cette réorganisation et la régulation moléculaire et génétique de ce processus ne sont pas bien caractérisées. »
Pour étudier ce processus de réorganisation subcellulaire, les chercheurs ont conçu une technique de microscopie qui leur a permis d’observer la croissance des racines d’Arabidopsis en temps réel tout en suivant automatiquement la pointe de la racine en extension.
« Ce que nous avons vu, c’est que, juste avant que la couche de cellules la plus externe ne se détache de l’extrémité de la racine, il y a eu un changement majeur dans l’emplacement des organites dans les cellules », explique Keiji Nakajima, auteur principal de l’étude. « Il est important de noter que le système d’autophagie devait être intact pour que ce changement ait lieu. »
Avoir un système d’autophagie fonctionnel était également nécessaire pour que les cellules se séparent des coiffes racinaires de manière très ordonnée.
« Nos résultats suggèrent que l’autophagie est une composante essentielle de la clairance cellulaire et du réarrangement des organites. Celles-ci sont toutes deux associées à la spécialisation fonctionnelle des cellules de la coiffe racinaire les plus externes en tant que cellules sécrétoires, ainsi qu’au processus de séparation cellulaire », explique Goh.
L’autophagie est un processus évolutif conservé dans les cellules eucaryotes, où elle joue un rôle clé dans le recyclage des nutriments et la réponse au stress, bien que son rôle soit moins bien compris chez les plantes. Ainsi, le nouveau rôle de l’autophagie chez les plantes révélé par cette étude a des implications importantes pour la conservation des principaux facteurs d’autophagie dans les génomes des plantes.
Tatsuaki Goh et al, l’autophagie favorise la clairance des organites et la séparation cellulaire organisée des cellules vivantes de la coiffe racinaire chez Arabidopsis thaliana, Développement (2022). DOI : 10.1242/dev.200593
Fourni par l’Institut des sciences et technologies de Nara