"On peut considérer le méristème comme le 'Saint des Saints' dans une plante", explique Detlef Weigel, directeur de l'Institut Max Planck de biologie du développement à Tübingen et chef de l'équipe de recherche qui a fait la découverte. "C'est l'endroit où se forment toutes les nouvelles cellules et organes. C'est pourquoi sa protection est si vitale pour la plante."
Les virus peuvent pénétrer dans la plante par les stomates (de minuscules ouvertures dans les feuilles qui permettent à la plante d'échanger de l'air avec son environnement) ou par des blessures dans la plante. Une fois à l’intérieur, ils se déplacent de cellule en cellule via des plasmodesmes, de minuscules canaux qui les relient entre eux. Cependant, ces canaux ne sont pas présents entre les cellules du méristème et le reste de la plante, de sorte que le virus ne peut pas physiquement atteindre le méristème. Mais à mesure que le méristème se développe, il génère constamment de nouvelles cellules et, ce faisant, les cellules méristématiques situées à ses bords commencent à se différencier, c'est-à-dire à donner naissance aux différents types de cellules qui composent les tissus de la plante. Et ces cellules en différenciation forment des plasmodesmes avec leurs cellules non méristématiques voisines. C’est cette zone de différenciation entre le méristème proprement dit et le reste de la plante que les virus devraient traverser s’ils veulent infecter le méristème.
Dans leurs expériences, les chercheurs ont contourné la barrière physique entourant le méristème et forcé artificiellement l’expression de protéines de mouvement virales dans les cellules souches du méristème. Étonnamment, cependant, les virus ne se sont pas propagés dans les cellules du méristème. "Si nous avions seulement examiné la présence ou l'absence des protéines de mouvement virales, nous aurions conclu que les virus doivent avoir un autre chemin pour pénétrer dans le méristème", explique Weigel. "Mais nous n'avons vu aucun signe du virus dans le méristème."
Des analyses plus approfondies ont montré que les protéines responsables du blocage de la propagation des virus étaient des MPK. Lorsque les chercheurs ont perturbé génétiquement les gènes MPK, les virus ont pu pénétrer dans le méristème. Ces protéines, ont découvert les chercheurs, signalent au système immunitaire de la plante de produire des défenses qui limitent le virus à la couche cellulaire de différenciation adjacente au méristème. Si les protéines MPK ne sont pas là pour envoyer le signal, les défenses contre le virus ne sont pas produites et le virus peut se propager dans le méristème.
Cette découverte révèle un niveau sophistiqué de défense contre les virus, intégré à la plante dès ses premiers stades de croissance. De plus, les travaux ont révélé que les MPK protecteurs font partie d’un système plus vaste qui contrôle le basculement entre la maintenance et la différenciation des méristèmes.
"En étudiant la fonction MPK dans la protection des méristèmes, nous avons également acquis de nouvelles connaissances sur la régulation de la croissance et du développement des plantes", explique Weigel.
