Une protéine « thermomètre » contrôle la floraison des plantes

Biologie

Alors que les températures moyennes augmentent chaque année, il n’est plus rare de voir les plantes fleurir dès le mois de février. En cause : un complexe de protéines dont l’activité est directement contrôlée par les changements de températures, comme viennent de le montrer des chercheurs et chercheuses du Laboratoire de physiologie cellulaire végétale (CNRS/CEA/Inrae/Université Grenoble Alpes) et leurs partenaires1. Composé des trois protéines LUX, ELF3 et ELF4, l’« Evening Complex » régule l’expression de gènes impliqués dans la croissance et la floraison des plantes, en fonction de la température extérieure. L’équipe de recherche a montré in vitro que, même si les trois protéines sont nécessaires au bon fonctionnement du complexe, seule l’activité d’ELF3 dépend directement de la température. Lorsque la température augmente, ELF3 empêche le complexe de se lier à l’ADN et donc réprimer les gènes de croissance, ce qui les active. L’étude de la structure de LUX a néanmoins montré que certaines mutations pourraient aussi modifier la sensibilité des plantes aux températures. Les résultats de cette étude ont été publiés le 12 mars 2020 dans la revue PNAS.

Gauche : l’« Evening Complex » (EC) autour de l’ADN. Droite la structure de la protéine LUX fixée à la double-hélice d’ADN.
L’EC agit comme un thermosenseur en se fixant à l’ADN à basse températures, ce qui réprime les gènes de croissance ciblés. Lorsque la température augmente, l’EC se dissocie de l’ADN et les gènes s’expriment, entrainant une floraison précoce.
© Silva et al./PNAS

 

  • 1. 1- Ont participé à ces travaux des scientifiques de l’ESRF, le synchrotron européen (Grenoble), de la Sungkyunkwan University (Corée), du Centro Nacional de Biotecnología – Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Espagne), du National Institute of Science Education and Research (Inde) et de l’Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (Allemagne)
Bibliographie

Molecular mechanisms of Evening Complex activity in Arabidopsis. Catarina S. Silva, Aditya Nayak, Xuelei Lai, Stephanie Hutin, Véronique Hugouvieux, Jae-Hoon Jung, Irene López-Vidriero, Jose M. Franco-Zorrilla, Kishore C. S. Panigrahi, Max H. Nanao, Philip A. Wigge, et Chloé Zubieta. PNAS, le 12 mars 2020 2020. DOI:10.1073/pnas.1920972117

Contact

Chloé Zubieta
Chercheuse CNRS
François Maginiot
Attaché de presse CNRS