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de Bourgogne

Enquête sur l'immunité des plantes

Enquête sur l'immunité des plantes (c) CC0

Le groupe de recherche "Monoxyde d'azote et Réactions de Défense" du pôle Interactions Plantes-Micro-organismes de l'UMR Agroécologie a démontré l'absence d'oxyde nitrique synthase chez les plantes terrestres. Une découverte qui met fin à 20 ans de débats.

"Contrairement à nous, les plantes ne disposent pas de cellules spécialisées contre les agressions des micro-organismes pathogènes (bactéries, champignons...). Pourtant, elles sont tout à fait capables de se défendre. En réalité, il est probable que toutes les cellules végétales soient capables de remplir cette fonction" explique David Wendehenne, responsable de l'équipe "Monoxyde d'azote et Réactions de Défense" au sein du labo Agroécologie.

Les mécanismes de défense des plantes sont étudiés depuis plus d'une trentaine d'années. A la fin des années 1990, les recherches se concentrent sur le monoxyde d'azote (NO), qui joue un rôle-clé dans l'immunité chez les animaux. "Les chercheurs sont partis du principe que, si l'immunité fonctionnait de cette façon chez les mammifères, certaines fonctions pouvaient être conservées chez les plantes", précise-t-il. Les différentes études révèlent alors que le monoxyde d'azote possède des fonctions similaires chez les plantes et les mammifères en termes d'immunité. Une question s'impose rapidement : l'enzyme responsable de la production de monoxyde d'azote, l'oxyde nitrique synthase (NOS), existe-t-elle aussi chez les plantes ? "Non" conclut le groupe de David Wendehenne après deux ans d'études. "Durant toutes ces années, plusieurs équipes de recherche ont obtenu des arguments soutenant l'existence d'une oxyde nitrique synthase-like chez les plantes, sans parvenir à la démontrer formellement. Nos travaux ont mis un terme à 20 ans de débats."

1350 espèces végétales analysées

Pour ce faire, ils ont analysé les transcriptomes de 1350 espèces végétales et ont recherché la présence de séquences montrant une identité avec celle de la NOS neuronale humaine. Les résultats sont sans équivoque. L'enzyme n'a été détectée dans aucune plante terrestre et, sur 261 algues testées, seule une quinzaine possède des protéines présentant une identité de séquence significative avec les NOS animales.

Plusieurs questions ont émergé de cette découverte. Tout d'abord, par quoi la NOS est-elle remplacée chez les plantes ? "L'une des hypothèses avancées repose sur une autre enzyme, la nitrate réductase, qui n'existe pas chez les mammifères", énonce David Wandehenne. "On sait qu'elle réduit le nitrate prélevé dans le sol par les plantes. Celui-ci constitue une source d'azote essentielle à leur métabolisme. Il a été prouvé que cette enzyme peut également produire du monoxyde d'azote."

L'équipe de recherche se demande également pourquoi une poignée d'algues a conservé cette enzyme. L'étude publiée par l'équipe de Lorenzo Lamattina en 2010 a démontré que le monoxyde d'azote produit par la NOS de l'algue ostreococcus tauri était impliqué dans la détoxification de certaines formes réactives de l'oxygène. La prochaine étape de ces recherches consistera donc à déterminer si cette fonction est partagée par d'autres algues et si la NOS possède d'autres qualités. "Aujourd'hui, nous essayons de comprendre quelle est l'incidence du monoxyde d'azote sur l'activité des protéines qu'il régule et le rôle de ces protéines dans la réponse immunitaire" conclut David Wendehenne.

L'article intégral sur le site Science Signaling (nécessite une inscription)
Site de l'UMR Agroécologie
Fiche de David Wendehenne