L’expansion cellulaire est un processus fondamental dans la croissance des plantes, permettant aux plantes d’augmenter en taille et de développer diverses structures. Au cours de l’expansion cellulaire, la paroi cellulaire, qui agit comme une limite rigide entourant la cellule, se relâche, permettant à la cellule d’absorber l’eau et de s’agrandir.
L'équipe de recherche, dirigée par Xin Li, professeur adjoint de sciences végétales à l'UMD, s'est concentrée sur un groupe de protéines appelées expansines, connues pour jouer un rôle essentiel dans l'expansion cellulaire en relâchant la paroi cellulaire. Les expansines sont sécrétées par la cellule et se déplacent dans la paroi cellulaire, où elles brisent les liaisons qui maintiennent ensemble les composants de la paroi.
En utilisant une combinaison de techniques biochimiques, génétiques et d’imagerie, l’équipe a étudié la fonction des expansines chez Arabidopsis thaliana, une petite plante à fleurs couramment utilisée comme organisme modèle en biologie végétale.
Ils ont découvert que les expansines fonctionnent de concert avec d'autres protéines, appelées « xyloglucanes endotransglycosylases » (XET), pour faciliter l'expansion cellulaire. Les XET sont des enzymes qui aident à réorganiser et à reconnecter les composants de la paroi cellulaire, permettant ainsi à la paroi de se dilater tout en conservant son intégrité.
Les chercheurs ont découvert que les expansines et les XET travaillent ensemble de manière coordonnée pour relâcher et modifier la structure de la paroi cellulaire, permettant ainsi à la cellule d'absorber l'eau et de s'agrandir. Cette action coordonnée est cruciale pour une expansion cellulaire efficace et contrôlée.
L'étude a également révélé que l'activité des expansines et des XET est régulée par divers signaux et signaux environnementaux. Par exemple, l’application de l’hormone végétale auxine stimule l’expression des gènes expansine et XET, entraînant une expansion cellulaire accrue.
Cette recherche améliore considérablement notre compréhension des mécanismes moléculaires qui sous-tendent l’expansion cellulaire chez les plantes. En élucidant les rôles des expansines et des XET, ainsi que leur régulation, les résultats ouvrent la voie à des applications potentielles en agriculture et en horticulture. La manipulation de l'expansine et de l'activité XET pourrait conduire au développement de nouvelles stratégies pour améliorer la croissance et le rendement des cultures, ou modifier les propriétés des matériaux d'origine végétale utilisés dans diverses industries.
