Une équipe de chercheurs internationaux dirigée par des scientifiques de l'Université de Tübingen a déchiffré le fonctionnement d'une toxine cytolytique, qui est produit par certaines des maladies des cultures les plus dévastatrices au monde. La cytolysine est fabriquée par des agents pathogènes tels que des bactéries et des champignons et peut anéantir des récoltes entières si aucune protection chimique n'est utilisée. L'étude, réalisée par des chercheurs de Tübingen et de leurs institutions partenaires à Berkeley, Bordeaux, Ljubljana, Liege, et Wako au Japon, ainsi qu'à Göttingen en Allemagne, pourraient conduire à des moyens de mieux protéger les cultures contre ces agents pathogènes à l'avenir. L'étude a été publiée dans la dernière édition de Science .
La Grande Famine en Irlande a fait environ un million de morts et forcé plus d'un million de personnes à émigrer. Cela a commencé en 1845 avec l'échec des récoltes de pommes de terre cette année-là et les années suivantes en raison de la brûlure de la pomme de terre, causée par un oomycète appelé Phytophthora infestans. Il tue rapidement la plante infectée et abîme les tubercules de pomme de terre.
"Cet organisme pathogène produit de la Cytolysine, une véritable toxine tueuse, " dit le Dr... Isabell Albert du Centre de biologie moléculaire des plantes de Tübingen. Le but de l'organisme est de tuer les cellules végétales afin qu'elles puissent se nourrir des tissus morts. " À cette fin, la Cytolysine perfore la membrane cellulaire végétale, l'endommager de façon irréparable. Les cellules affectées meurent.
Phytophthora infestans n'est pas le seul agent pathogène à utiliser cette tactique, explique Albert. Pectobacterium carotovorum aussi, qui attaque principalement les racines; c'est aussi le mode d'attaque préféré du champignon Botrytis, qui ruine les cultures fruitières et maraîchères. Ce qui n'était pas compris jusqu'à présent, c'est pourquoi ces cytolysines endommagent gravement certaines espèces végétales sans en affecter d'autres. "Par exemple, les cellules de toutes sortes de céréales ne sont pas détruites par la toxine, " dit Albert, "Les agents pathogènes tels que la brûlure de la pomme de terre ne nuisent donc pas aux céréales."
Les chercheurs ont maintenant montré que la sensibilité à la cytolysine dépend d'un récepteur dans la cellule végétale qui est significativement différent dans différents types de plantes. Dans les deux cas, il s'agit d'une chaîne moléculaire de résidus de sucre et de graisses, mais dans les plantes comme les pommes de terre et les tomates, la chaîne est courte, tandis que les céréales ont une chaîne moléculaire beaucoup plus longue. "Ce récepteur plus long signifie apparemment que la cytolysine peut se connecter au récepteur du blé ou de l'orge, mais ne peut pas atteindre la membrane cellulaire et ne peut donc pas avoir son effet mortel, " rapporte Albert.
En tant que professeur Thorsten Nürnberger, qui a dirigé l'étude, expliqué, les caractéristiques des différents récepteurs de toxines offrent un potentiel d'application important :« Les plantes qui sont sensibles à la Cytolysine du fait de leur récepteur comprennent beaucoup d'adventices. Cela ouvre la possibilité de développer un herbicide naturel sur la base d'une toxine microbienne qui agirait de manière très sélective et donc bien plus respectueuse de l'environnement que les herbicides courants aujourd'hui comme le Glyphosate.
Une autre perspective découlant de l'étude, Nürnberger a dit, était le développement de nouveaux types de produits chimiques phytopharmaceutiques biologiques. Il dit qu'il est concevable que des molécules de sucre spéciales puissent être utilisées pour bloquer la toxine cytolysine, l'empêchant de s'arrimer aux cellules végétales vulnérables. Cela pourrait permettre une protection efficace contre les attaques d'une gamme de maladies mortelles des plantes, dit Nuremberg.
