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Dialogue gène-forme : la forme du tissu contrôle l’expression des gènes

14/03/2016

Comme l’art de l’origami le démontre, toutes les formes peuvent être générées à partir de plis successifs. En biologie, de nombreux gènes ont été impliqués dans la formation des plis, un processus clé pour le développement. Une équipe de l’unité Reproduction et Développement des Plantes (Inra, ENS de Lyon, CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1) vient de démontrer que la forme en plis peut, en retour, contrôler et stabiliser l’expression des gènes via des signaux mécaniques chez les plantes. Publiés dans la revue eLife le 1er décembre 2015, ces travaux apportent un nouveau regard sur la biologie du développement et ouvrent des perspectives en recherche biomédicale et agronomique.
 
Comment les plantes acquièrent-elle leur morphologie ? Les scientifiques ont montré comment les gènes contrôlent la géométrie des tissus en affectant les propriétés chimiques et mécaniques des cellules, et par conséquent, la croissance des tissus. Aujourd’hui, la question est de savoir si, en retour, la forme et la croissance du tissu peuvent avoir un impact sur l’activité des gènes.
 
Pour y répondre, une équipe de l’Unité Reproduction et Développement des Plantes (Inra, ENS de Lyon, CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1) s’est concentrée sur le gène SHOOT MERISTEMLESS (STM). Chez les plantes, ce gène STM est un régulateur central du développement des plantes, car il est essentiel au maintien des cellules souches : en l’absence de ce gène, les cellules souches disparaissent et la plante est incapable de produire feuilles et fleurs. Les chercheurs ont ici démontré que l’expression du gène STM est plus forte dans les plis des tissus, et en particulier au sein du méristème, le tissu où résident les cellules souches végétales à l’extrémité des tiges. Comme la présence d’un pli reflète la présence de fortes contraintes mécaniques, ils ont testé et démontré, par des approches micromécaniques, que des perturbations physiques peuvent en effet promouvoir l’expression de STM. Ils ont également montré que cet effet est indépendant de certaines hormones.
 
En résumé, l’équipe de recherche montre que si l’expression génétique contrôle les changements de formes, en retour la forme du tissu peut contrôler l’expression des gènes, notamment en modifiant l’intensité et la direction des contraintes mécaniques. Cette conclusion pourrait être généralisée, puisque tous les organismes multicellulaires forment des plis au cours de leur développement.
 


Source : Olivier Hamant