Les organismes se développent pour s'adapter à l'espace et aux ressources disponibles dans leur environnement, ce qui conduit à une grande diversité de tailles et de formes corporelles au sein d'une population de la même espèce. Quels sont les mécanismes génétiques et physiologiques qui déterminent la taille qu'un organisme peut atteindre ?

Chez les insectes et les mammifères, les facteurs cellulaires et moléculaires qui sous-tendent la taille corporelle sont bien établis. Mais chez les plantes, ce processus intrigue les scientifiques depuis des générations. La façon dont une plante contrôle la taille à laquelle elle pousse est un élément fondamental de ses processus de développement et a un impact sur ses chances de succès dans un environnement particulier.

"Il est d'une importance cruciale de comprendre comment les plantes contrôlent leur taille globale pendant le développement", a déclaré Sue Rhee de Carnegie, qui a dirigé une équipe de scientifiques enquêtant sur ce mystère. "Ces connaissances pourraient nous aider à améliorer la productivité agricole et à guider la prise de décision en matière d'utilisation des terres, d'autant plus que de nombreuses conditions environnementales sont remodelées par le changement climatique."

L'équipe Carnegie - l'auteur principal Flavia Bossi, ainsi que Benjamin Jin, Elena Lazarus, Heather Cartwright et Yanniv Dorone - a fait une percée importante en répondant à cette question de longue date. Leurs conclusions sont publiées dans Développement .

La clé pour élucider ce processus est le passage du développement de la prolifération cellulaire (division qui augmente le nombre de cellules) à la différenciation cellulaire (spécialisation dans les organes et les tissus).

La prolifération se termine lorsque toutes les cellules d'un organe se sont différenciées. Cela contrôle le nombre de cellules qui composent cet organe et, à son tour, le taux et la durée de croissance des organes déterminent la taille corporelle totale de la plante.

"Donc, ce que nous voulions savoir, c'est comment la plante sait-elle quand sortir de l'étape de prolifération?" dit Bossi.

En utilisant un éventail de techniques de recherche avancées, l'équipe a pu déterminer qu'un gène auparavant non caractérisé qu'ils ont appelé CHIQUITA1, ainsi que plusieurs gènes similaires à CHIQUITA, jouent un rôle crucial dans le maintien du moment de la transition entre la prolifération et la différenciation chez la moutarde. plante Arabidopsis thaliana. Ils ont découvert que CHIQUITA1 garantit que les cellules prolifèrent un certain nombre de fois avant de se différencier, révélant une étape importante dans le contrôle de la taille du corps de la plante.

Bossi a conclu :« Les plantes sont fondamentales pour de nombreux aspects de la vie humaine, de l'approvisionnement alimentaire aux biocarburants, en passant par les médicaments, le bois, les textiles, etc. Comprendre comment elles se développent et régulent leur taille en réponse aux conditions environnementales pourrait nous aider à nous préparer à une réchauffement du monde."

Contrairement à la plupart des recherches sur la prolifération cellulaire, ce travail a été effectué au niveau de la cellule individuelle plutôt qu'au niveau de la population, soulignant combien il reste encore à apprendre sur les règles qui régissent la biologie végétale.