Tout le monde sait que les plantes se tournent vers la lumière, un phénomène appelé phototropisme. Mais le mécanisme précis derrière ce processus restait un mystère jusqu'à récemment.
Le phototropisme : un mystère résolu
La croissance et le développement des plantes dépendent étroitement de la qualité et de la quantité de lumière qu'elles perçoivent. La lumière est essentielle pour la photosynthèse, par laquelle les plantes transforment le dioxyde de carbone en glucides. Incapables de se déplacer, elles s'orientent vers la source lumineuse. Pourtant, le "comment" de ce phénomène était inconnu.
Des chercheurs de l'Université de Wageningen, aux Pays-Bas, ont percé ce secret par hasard. En examinant des cellules de semis sous microscopes spéciaux utilisant un laser bleu pour visualiser les microtubules – structures clés pour l'orientation de la croissance cellulaire –, ils ont observé un changement radical : en dix minutes, l'organisation des microtubules s'inversait complètement.
Grâce à des analyses d'images avancées, ils ont élucidé le processus. La lumière bleue déclenche la formation rapide de nouveaux microtubules, perpendiculaires à ceux existants. La protéine katanine joue un rôle central : elle sectionne les nouveaux microtubules là où ils croisent les anciens, orientés dans la direction de croissance initiale. Cela génère deux nouveaux segments poussant dans la direction perpendiculaire.
Ce mécanisme itératif crée un réseau arborescent de microtubules perpendiculaire à l'orientation originelle, redirigeant ainsi la croissance vers la lumière. Les mutants sans katanine ne parviennent pas à réorienter leurs microtubules et restent insensibles au phototropisme. La katanine est activée par la phototropine, une protéine réceptrice de la lumière.
Publiée dans la revue Science en 2020, cette étude apporte une avancée majeure en biologie végétale.
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