KOBE – 7 mai 2024 – Une récente découverte menée à l’Université de Kobe met en lumière l’importance du gène Rlf dans l’évolution végétale. L’étude révèle comment ce gène, essentiel au développement des racines chez les plantes vasculaires, joue également un rôle crucial dans la formation des organes des hépatiques, des plantes primitives. Cette découverte, effectuée par des chercheurs reconnus, met en évidence la cooptation génétique. Pour approfondir, lisez l’article.

Une découverte de l’Université de Kobe met en lumière un mécanisme évolutif fondamental chez les plantes. Un gène qui régule le développement des racines chez les plantes vasculaires est également impliqué dans le développement des organes des hépatiques, des plantes terrestres si anciennes qu’elles n’ont même pas de véritables racines. Cette découverte souligne la dynamique évolutive fondamentale de la cooptation, qui consiste à faire évoluer un mécanisme d’abord et à l’adopter pour un but différent plus tard.

Le saviez-vous ? La cooptation génétique est un processus clé dans l’évolution, permettant aux organismes d’utiliser des gènes existants pour de nouvelles fonctions, accélérant ainsi l’adaptation à de nouveaux environnements.

L’enquête sur le gène Rlf

Lorsque les scientifiques découvrent qu’un gène est nécessaire au développement d’un caractère,ils cherchent rapidement à savoir depuis quand ce gène est impliqué et comment son évolution a contribué à l’évolution de ce caractère. FUKAKI Hidehiro, biologiste des plantes à l’Université de Kobe, explique : Mon groupe avait précédemment découvert qu’un gène appelé Rlf est nécessaire au développement des racines latérales chez la plante modèle Arabidopsis thaliana, mais c’était complètement nouveau que le groupe de gènes auquel Rlf appartient soit impliqué dans le développement des organes végétaux. Nous voulions donc savoir si l’équivalent de ce gène chez d’autres plantes est également impliqué dans des processus similaires.

Marchantia polymorpha : Un modèle d’étude simplifié

Pour répondre à cette question, Fukaki s’est tourné vers la plante terrestre modèle la plus simple qu’il ait pu trouver, l’hépatique à伞形花序 Marchantia polymorpha. Cette plante n’a même pas de racines capables d’extraire l’eau ou les nutriments du sol, mais elle possède sa propre version du gène Rlf.En utilisant cet organisme, le biologiste de l’Université de Kobe a étudié la fonction de son gène Rlf et si sa fonction au sein de la cellule est comparable à la version du gène chez Arabidopsis.

Conseil pratique : L’utilisation d’organismes modèles simples comme Marchantia polymorpha est cruciale en biologie pour comprendre les mécanismes fondamentaux de la vie, car ils permettent des expériences plus faciles et plus rapides.

Implication du gène Rlf dans le développement des organes

Dans la revue New Phytologist, Fukaki et son équipe publient que les hépatiques dépourvues de Rlf présentent de graves déformations dans divers organes, démontrant que Rlf est également impliqué dans le développement des organes chez ces plantes terrestres primitives. Ils ont même pu montrer que le gène d’Arabidopsis pouvait exercer sa fonction chez l’hépatique et que le gène de l’hépatique pouvait exercer sa fonction chez Arabidopsis. Cela montre que les deux gènes sont fonctionnellement interchangeables en tant qu’acteurs du développement des organes, explique Fukaki.

Le rôle des protéines liant l’hème

Le gène Rlf produit une protéine qui appartient au vaste groupe des protéines liant l’hème, ce qui signifie qu’elle peut se lier à une molécule appelée “hème”, impliquée dans le transfert d’énergie au sein de la cellule. Fukaki précise : Étant donné que les protéines liant l’hème n’étaient pas connues pour être impliquées dans le développement des organes chez les plantes, un autre point important de notre étude est que nous avons montré que la protéine RLF possède effectivement un hème, tant chez l’hépatique que chez Arabidopsis.

Question pour les lecteurs : Comment pensez-vous que la découverte du rôle des protéines liant l’hème dans le développement des organes végétaux pourrait influencer les recherches futures en biologie végétale ?

Perspectives d’avenir

Le chercheur de l’Université de kobe s’attend à ce qu’en apprenant davantage sur la façon dont la protéine RLF interagit avec d’autres protéines, on puisse mieux comprendre l’évolution du développement des organes végétaux. Fukaki ajoute : Le fait que Rlf joue un rôle critically important dans le développement des organes depuis au moins l’aube des plantes terrestres est un exemple de la façon dont l’évolution co-opte souvent des mécanismes existants pour de nouvelles fonctions, comme pour le développement des racines, qui n’a évolué qu’après que les hépatiques et les mousses se soient séparées des autres plantes terrestres.

Financement et collaborations

Cette recherche a été financée par le ministère de l’Éducation, de la Culture, des Sports, des Sciences et de la Technologie (MEXT) du Japon, la société japonaise pour la promotion de la science, l’Agence japonaise pour la recherche et le développement médicaux et l’Agence japonaise pour la science et la technologie. Elle a été menée en collaboration avec des chercheurs de l’université de Tokyo, de l’Université pour femmes de Nara, de l’Université Ritsumeikan et de l’Université d’Osaka.

FAQ sur le gène Rlf et l’évolution des plantes

Qu’est-ce que le gène Rlf ? Le gène Rlf est un gène qui régule le développement des racines chez les plantes vasculaires et est également impliqué dans le développement des organes des hépatiques. Qu’est-ce que la cooptation génétique ? La cooptation génétique est un processus évolutif où un gène existant est utilisé pour une nouvelle fonction. Pourquoi Marchantia polymorpha est-elle une plante modèle utile ? Marchantia polymorpha est une plante terrestre simple qui permet d’étudier les mécanismes fondamentaux de la vie végétale. Quel est le rôle des protéines liant l’hème dans le développement des plantes ? Les protéines liant l’hème, produites par le gène Rlf, sont impliquées dans le transfert d’énergie au sein de la cellule et jouent un rôle dans le développement des organes. Quelles sont les implications de cette recherche pour l’avenir ? Cette recherche pourrait permettre de mieux comprendre l’évolution du développement des organes végétaux et d’ouvrir de nouvelles voies pour la recherche en biologie végétale.