Des scientifiques découvrent les mécanismes au cœur de la régénération des plantes

Des chercheurs autrichiens sont parvenus à identifier les mécanismes régissant la régénération des plantes. Leurs travaux ont révélé que l’hormone végétale auxine, ainsi que les changements de pression intervenant lors d’une blessure, coordonnaient précisément les rôles des cellules végétales dans la cicatrisation des plaies.

Un processus complexe

Les animaux et les humains possèdent des cellules spécialisées dans l’identification et la cicatrisation des blessures. Cependant, la migration ciblée n’est pas possible chez les plantes car les cellules végétales sont immobiles. Lors de la régénération des plantes, les cellules adjacentes à une blessure se divisent ou se développent pour combler les brèches engendrées par cette dernière. Ce processus s’avère extrêmement précis, étant donné que chaque cellule individuelle doit décider si elle va s’étirer ou se multiplier pour combler la plaie.

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Bien que la régénération des plantes ait été étudiée depuis le milieu du XIXe siècle, le mécanisme sous-tendant la décision de chaque cellule sur la meilleure façon de soigner une blessure demeurait jusqu’à récemment un mystère. Dans le cadre de ces travaux publiés dans la revue PNAS, une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Jiří Friml a découvert que le rôle des cellules végétales individuelles pendant la régénération était régulé par l’hormone végétale auxine. Il s’est par ailleurs avéré que les cellules étaient également guidées par les changements de pression ayant lieu à l’intérieur de la plante à la suite d’une blessure.

« Il est vraiment fascinant de constater à quel point la régénération des plantes est robuste et flexible, compte tenu du caractère statique de ces organismes », souligne Lukas Hoermayer co-auteur de l’étude.

L’équipe a observé des changements de pression extrêmes dans les tissus de la plante lors d’une blessure © Lukas Hoermayer / IST Austria / Nature Creative Commons

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La concentration d’auxine et les changements de pression jouent un rôle majeur dans la régénération des plantes

Afin d’étudier la régénération des plantes, les chercheurs ont utilisé un laser pour blesser la racine d’une Arabette des dames et ont ensuite utilisé un microscope pour étudier le comportement de ses cellules durant la phase de cicatrisation. Et il s’est avéré que l’auxine, essentielle à la croissance et au développement des plantes, jouait un rôle clef dans la cicatrisation des plaies : l’hormone s’accumulait dans les cellules directement adjacentes à la blessure et facilitait la réponse de la plante.

Lorsque les chercheurs ont modifié la quantité d’auxine présente, cela s’est traduit par un nombre excessif ou une absence de cellules réagissant à la plaie. Et cette réponse non coordonnée a parfois entraîné un gonflement tumoral de la racine. Ce qui démontre que « seule la coordination précise de nombreuses cellules dans l’ensemble du tissu permet d’obtenir une réponse définie et localisée à la blessure », selon Hoermayer.

L’équipe a également identifié un changement de pression au sein de la plante, causé par l’effondrement des cellules de la plaie. Lorsque les scientifiques ont réduit la pression cellulaire avant de la blesser, cette différence a disparu et la capacité de régénération de la plante s’en est trouvée affaiblie.

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Selon les auteurs de l’étude, la découverte de l’influence majeure des concentrations d’auxine et des changements de pression sur la régénération des plantes apporte un tout nouvel éclairage concernant la façon dont leurs racines parviennent à guérir de leurs blessures, à se maintenir dans un sol sableux ou à persister au sein d’environnements hostiles.