Découvrez le mécanisme de défense des plantes pour surmonter les situations défavorables telles que les ravageurs ou la sécheresse

Des chercheurs de l'Université de Córdoba (UCO) ont réussi à déterminer la fonction d'une enzyme dans la régulation de l'oxyde nitrique, un composant utilisé par les plantes pour enrayer des situations défavorables telles que les ravageurs ou la sécheresse.

En situation de stress biotique, tel qu'une infestation d'insectes ou un stress abiotique, tel qu'une exposition aux métaux ou à des températures élevées, les plantes sont capables de déclencher des mécanismes de défense pour empêcher la propagation des dommages. L’oxyde nitrique est l’une des principales armes utilisées dans ces processus. Cette molécule est un composé toxique qui agit comme un signal pour la plante et induit une situation pouvant conduire dans certains cas à une mort programmée des cellules afin de stopper la progression des dommages et de sauver le reste de l'organisme. La façon dont l'usine gère cet oxyde nitrique continue d'être une énigme pour la communauté scientifique. Cependant, des biochimistes de l'Université de Córdoba et du Campus d'excellence internationale ceiA3 ont réussi à relier un morceau de ce puzzle moléculaire.

Une famille de protéines présentes dans toutes les formes de vie joue un rôle fondamental dans le métabolisme de l'oxyde nitrique. Ces protéines sont les hémoglobines qui, par exemple, permettent aux animaux dotés d'un système circulatoire de transférer l'oxygène par le sang. Cependant, la relation de ces protéines avec l'oxyde nitrique semble encore plus ancestrale que leur relation avec l'oxygène. De même, l'oxyde nitrique est également présent dans la régulation physiologique de tous les êtres vivants. Il joue un rôle crucial dans la croissance, le développement et la défense des organismes qui procèdent à la photosynthèse, bien qu'il soit toxique en excès pour les plantes.

Les chercheurs de l'UCO ont analysé le rôle d'un type spécifique d'hémoglobine dans la régulation de l'oxyde nitrique. "Nous ne savons toujours pas exactement comment ces hémoglobines fonctionnent chez les plantes, mais nous savons qu'elles servent à réguler l'oxyde nitrique et à éviter les effets toxiques sur ces organismes.", Explique Emilio Fernández Reyes, responsable du groupe de recherche Biologie moléculaire de l'assimilation du nitrate dans les algues de l'Université de Córdoba. "Cependant, on ne sait pas comment les plantes synthétisent l'oxyde nitrique et cette information peut être importante pour connaître la physiologie des légumes ».

Ensemble avec Fernández, ils ont travaillé dans l'équipe de recherche Emanuel Sanz Luque, Francisco Ocaña, Amaury de Montiagu, Alejandro Chamizo, Angel Llamas et Aurora Galán.

Les travaux de recherche ont permis d’observer comment l’hémoglobine réduit l’oxyde nitrique et transforme avec l’oxygène ce composé toxique en nitrate, qui peut assimiler la plante. Pour cela, les scientifiques ont utilisé une algue verte, Chlamydomonas reinhardtii, qui contient un nombre inhabituel de ce type d’hémoglobines, appelées hémoglobines tronquées. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue scientifique Le journal des plantes.

Les chercheurs ont observé que l'une de ces douze hémoglobines tronquées, appelée THB1, que l'algue possédait était capable de convertir efficacement l'oxyde nitrique en nitrate en quantités significatives. Pour cela, il avait besoin d'une protéine appelée nitrate réductase, une enzyme centrale dans l'assimilation du nitrate. Cette protéine est capable d’arrêter son activité principale dans la réduction de nitrate pour céder des électrons à l’hémoglobine, permettant à cet oxygène et à cet oxyde nitrique de former du nitrate. L'interaction de ces deux protéines était évidente lors de l'observation des charges de surface des deux enzymes. "Lors de la génération des images des potentiels électrostatiques des deux, nous avons constaté qu’elles s’inséraient comme deux pièces du puzzle.", Explique le chercheur principal.

La description de ce mécanisme moléculaire est un travail de science fondamentale. "Notre fonction est de savoir comment les choses se passent, d’autres chercheront l’applicabilité aux connaissances générées.", Explique Fernández Reyes. Dans ce cas, la recherche peut être utilisée pour différentes branches de la connaissance telles que la biologie ou le génie agronomique.

 

Source: Agenciasinc.es

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