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Comprendre le stress des plantes pour atténuer les effets du réchauffement terrestre

Bien que relevant de la recherche fondamentale, les travaux d'Helibert Hirt pourraient avoir des applications concrètes, en permettant aux plantes de s'adapter aux effets délétères du réchauffement climatique (assèchement des sols, augmentation de leur salinité…).

Hirt, lauréat du prix Wittgenstein 2001 (cf. BE Autriche n°10) et chercheur au sein de l'Institut de microbiologie et de génétique (Institut of Microbiology and Genetics, http://www.univie.ac.at/gem/), cherche à décrypter les mécanismes de transmission des signaux chez la plante. Sa priorité ? Comprendre les mécanismes de contrôle du cycle cellulaire. C'est ainsi que Hirt avait pu identifier des kinases cycline-dépendantes de plantes et de levures, principaux régulateurs des cycles cellulaires. Ces molécules CDK (Cycline dependant kinases), toujours semblables chez les plantes comme les animaux, servent d'interrupteurs moléculaires, en ordonnant ou non à la cellule de se diviser : elles contrôlent dans le temps le cycle cellulaire, de la duplication du patrimoine génétique à l'achèvement de la mitose. Les CDK, généralement inactives, sont contrôlées par des cyclines, elles-même dépendantes de signaux extracellulaires.

Mais l'activité des CDK est aussi régulée par des kinases et phosphatases, qui, en ajoutant ou en ôtant des résidus phosphate aux acides aminés constitutifs des CDK, viennent promouvoir ou inhiber la division cellulaire. Ces kinases et phosphatases agissent en réponse aux modifications du milieu : des cellules soumises à une irradiation ou à des substances détériorant l'ADN réagiront en gelant la progression du cycle cellulaire ; les mêmes cellules soumises à des milieux riches en facteurs de croissance ou en nutriments se diviseront plus rapidement qu'à l'accoutumé.

Or, à partir du moment où les mécanismes de réponse au stress sont connus, il devient possible de les modifier, par le biais de manipulations moléculaires. Hirt a ainsi démontré que des arabettes (Arabidopsis thaliana) pouvaient survivre à une congélation subite, pour peu que les substances responsables de la résistance au froid soient activées. La méthode utilisée pourrait être appliquée aux différentes espèces végétales cultivées, afin de les préparer à une éventuelle élévation des températures, et donc à un assèchement et à une salinisation des sols. Les effets du réchauffement climatique sur l'agriculture seraient ainsi largement réduits.

Contacts : Heribert Hirt, Institut of Microbiology and Genetics, Campus Vienna Biocenter 4, Dr. Bohrgasse 9/4, A-1030 Wien, tél. : +43 1 4277 54612 ou +43 664 60277 54612, heribert.hirt@univie.ac.at
Sources : www.gmi.oeaw.ac.at (Gregor Mendel Institute), APA 10/06/2005