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© Frachisse Jean-Marie et Tran Daniel, Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Saclay).

Chez les plantes, les canaux donnent le rythme

Biologie
Environnement
Ingénierie

Les plantes, bien qu’ancrées au sol, oscillent fréquemment sous les sollicitations du vent. Tout comme les animaux, elles possèdent à la surface de leurs cellules « des interrupteurs moléculaires » capables de convertir en quelques millisecondes un signal mécanique en un signal électrique. Chez les animaux, les vibrations sonores activent les « interrupteurs moléculaires » situés dans l’oreille. Des scientifiques du CNRS, d’Inrae, de l’Ecole polytechnique, de l’Université Paris-Saclay et de l’Université Clermont-Auvergne1 ont mis en évidence que chez les plantes, les oscillations rapides des tiges et des feuilles dues au vent activeraient de manière très efficace ces « interrupteurs ». Ceux-ci permettraient ainsi aux plantes « d’être à l’écoute » du vent. Un avantage capital pour se préparer aux tempêtes, en modulant leur croissance. Ces travaux ont été publiés dans PNAS le 28 décembre 2020.

 

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Lorsque la membrane des cellules de la plante modèle Arabidopsis thaliana est peu stimulée, « l’interrupteur » MSL10 est peu actif (enregistrement de gauche). Lorsque la membrane est soumise à une pression correspondant à celle du vent, il présente une plus forte activité (oscillatoire : enregistrement de droite). Ce canal mécano-sensible qui transforme les oscillations mécaniques en signaux électriques est représenté de façon schématique en bas à droite de la figure.
© Frachisse Jean-Marie et Tran Daniel, Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Saclay).

 

Activité du canal MSL10 (ouverture-fermeture) soumis à des stimulations mécaniques de fréquences croissantes.
© Frachisse Jean-Marie et Tran Daniel, Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Saclay), Allain Jean-Marc, Laboratoire de mécanique des solides (Ecole polytechnique)

 

Oscillation de la plante Arabidopsis soumise à un courant d’air contrôlé.
© Frachisse Jean-Marie et Tran Daniel, Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Saclay), Allain Jean-Marc, Laboratoire de mécanique des solides (Ecole polytechnique)

  • 1. à l’Institut de biologie intégrative de la cellule (CNRS/Université Paris-Saclay), au Laboratoire d'hydrodynamique (CNRS/Ecole polytechnique), au Laboratoire de mécanique des solides (CNRS/Ecole polytechnique) et au laboratoire Physique et physiologie intégrative de l'arbre en environnement fluctuant (Inrae/Université Clermont Auvergne).
Bibliographie

Cellular transduction of mechanical oscillations in plants by the plasma-membrane mechanosensitive channel MSL10. Daniel Tran, Tiffanie Girault, Marjorie Guichard, Sébastien Thomine, Nathalie Leblanc-Fournier, Bruno Moulia, Emmanuel de Langre, Jean-Marc Allain, Jean-Marie Frachisse. PNAS, le 28 décembre 2020. DOI : 10.1073/pnas.1919402118

Contact

Jean-Marie Frachisse
Chercheur CNRS (électrophysiologie des canaux mécano-sensible)
Jean-Marc Allain
Chercheur Ecole Polytechnique (modélisation du canal)
Bruno Moulia
Chercheur Inrae (comportement vibratoire des plantes)
Alexiane Agullo
Attachée de presse CNRS