Les plantes ont besoin de divers nutriments pour croître, notamment de l’azote, du phosphore et du potassium. Ces nutriments sont souvent présents en quantité limitée dans le sol, ce qui peut limiter la croissance des plantes. Cependant, l'équipe d'UC Davis a découvert qu'une protéine appelée TOR (cible de la rapamycine) joue un rôle clé dans la régulation de la croissance des plantes en réponse à la disponibilité des nutriments.
TOR est une kinase, une enzyme qui ajoute un groupe phosphate à d'autres protéines. L'équipe d'UC Davis a découvert que TOR phosphoryle une protéine appelée S6K1, ce qui déclenche à son tour une cascade d'événements conduisant à une croissance et une division cellulaire accrues. Lorsque les nutriments sont rares, l’activité du TOR est réduite, ce qui entraîne une diminution de la phosphorylation de S6K1 et un ralentissement de la croissance.
"Nos résultats fournissent une explication moléculaire de la manière dont les plantes intègrent la disponibilité des nutriments à la croissance", a déclaré l'auteur principal de l'étude, le Dr Jian-Kang Zhu, professeur de biologie végétale à l'UC Davis. "Ces connaissances pourraient être utilisées pour développer de nouvelles stratégies visant à améliorer les rendements des cultures en manipulant la signalisation TOR."
Les chercheurs ont découvert que la surexpression de TOR dans les plantes entraînait une augmentation de la croissance et de la production de biomasse. À l’inverse, les plantes dont l’activité TOR est réduite croissent plus lentement et produisent moins de biomasse. Ces résultats suggèrent que TOR pourrait être une cible potentielle pour le génie génétique afin d'améliorer les rendements des cultures.
"Notre étude constitue une base pour de futures recherches visant à comprendre comment la disponibilité des nutriments régule la croissance des plantes", a déclaré le Dr Zhu. "Cette recherche pourrait conduire au développement de nouveaux engrais, de nouvelles pratiques d'irrigation et de nouvelles variétés de cultures susceptibles d'améliorer la production alimentaire."
Outre ses implications pour l’agriculture, cette découverte pourrait également avoir des implications pour la santé humaine. TOR est un régulateur clé de la croissance cellulaire et du métabolisme chez les animaux ainsi que chez les plantes. La dérégulation de la signalisation TOR a été associée à un certain nombre de maladies, notamment le cancer et le diabète. Les découvertes de l’équipe d’UC Davis pourraient conduire à de nouvelles connaissances sur le rôle des TOR dans la santé et les maladies humaines.
