Pour remplir leurs fonctions dans la cellule, de nombreuses protéines ont besoin des propriétés chimiques de métaux liés tels que le cuivre. Si ce nutriment est rare, les plantes réagissent en améliorant son absorption et en remplaçant certaines protéines utilisant le cuivre par des protéines indépendantes du cuivre. Le promoteur de Squamosa se liant à la protéine de type 7 (SPL7) médie cette réponse. Des chercheurs de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ont maintenant découvert que SPL7 est également indispensable au métabolisme énergétique des plantes.

C'est la conclusion d'une équipe dirigée par le professeur Dr Ute Krämer du département de génétique moléculaire et de physiologie des plantes du RUB, en collaboration avec des collègues des instituts Max Planck pour la recherche sur l'amélioration des plantes à Cologne et pour la physiologie moléculaire des plantes à Potsdam, en la revue La cellule végétale , mis en ligne le 22 juillet 2022.

Les plantes utilisent l'énergie lumineuse pour produire du sucre à partir du dioxyde de carbone et de l'eau lors de la photosynthèse, ce qui donne naissance à une variété de composés riches en énergie qui sont à la base de toute vie sur Terre. "Cette étude a amélioré notre compréhension de la façon dont les plantes contrôlent leur équilibre en sucre, ce qui peut être utile pour le développement de nouveaux procédés biotechnologiques à base de plantes", souligne Ute Krämer. "Les résultats pourraient également aider à augmenter les rendements agricoles dans les sols pauvres en cuivre."

Aveugles à leur propre statut énergétique

Les chercheurs ont étudié des mutants de la plante modèle Arabidopsis incapables de produire la protéine SPL7. Une mauvaise utilisation des sucres chez ces mutants a conduit à l'accumulation de sucres dans leurs tissus. Bien qu'ils disposaient de beaucoup de sucre, c'est-à-dire de beaucoup d'énergie, leur croissance et leur développement étaient lents. "Nous soupçonnons que les mutants dépourvus de SPL7 sont incapables de reconnaître leur statut énergétique élevé ou de le traduire en réponses de croissance adéquates", conclut Krämer.

Des voies de signalisation non identifiées peuvent être impliquées

L'étude suggère que SPL7 a une fonction régulatrice dans le métabolisme énergétique des plantes, en plus d'activer la réponse à la carence en cuivre. Ce lien régulateur récemment découvert reflète le fait que les fonctions cruciales des protéines dans le métabolisme énergétique dépendent du cuivre, à la fois dans la photosynthèse des plantes terrestres et dans la respiration. Les voies de signalisation des sucres végétaux les mieux étudiées se sont avérées fonctionner normalement dans les mutants SPL7, de sorte qu'une voie encore non identifiée pourrait être impliquée.

Dans des études de suivi, les chercheurs prévoient d'explorer comment SPL7 permet aux plantes d'utiliser les sucres. Le premier pas dans cette direction a déjà été franchi. L'équipe de recherche a identifié tous les gènes dont l'activité est directement régulée par SPL7. À l'avenir, le groupe de recherche prévoit d'examiner comment certains de ces gènes permettent l'utilisation des sucres.