Les chercheurs ont jeté un éclairage nouveau sur l’évolution et la fonction des formes que nous voyons dans la mother nature – en utilisant comme modèle les fruits en forme de cœur du style Capsella.



Le monde naturel regorge de formes diverses, des organes aux organismes entiers, qui sont adaptés par l’évolution pour fonctionner et se reproduire de manière optimale dans leur environnement.

Les gousses de graines Capsella avec leurs épaules distinctives en forme de cœur offrent une nouveauté anatomique et un great système d’étude pour comprendre la diversité des formes.



Des études antérieures ont montré que l’expression de gènes régulateurs clés est l’un des principaux moteurs du contrôle de l’évolution de la forme des organes. Cette nouvelle étude menée par les chercheurs du John Innes Middle ajoute une autre étape critique dans cette voie en révélant une modification de l’activité des protéines qui est essentielle pour la formation de la forme des organes.

Ils montrent que la SUMO-protéase HEARTBREAK (HTB) de Capsella rubella contrôle l’activité du régulateur clé du développement des fruits INDEHISCENT by way of un processus appelé dé-SUMOylation.

Seule cette dé-SUMOylation – une sorte d’activité de coupe moléculaire – est une voie activée qui permet la biosynthèse de l’hormone végétale auxine qui à son tour facilite l’expansion des cellules anisotropes pour previous le fruit de Capsella en forme de cœur.

Le professeur Lars Østergaard, responsable de programme au Centre John Innes et auteur correspondant de l’article, explique la signification: « Nous savons que la diversité de forme que nous observons fréquemment dans la mother nature est causée par des changements dans la position et le moment des gènes régulateurs clés: c’est-à-dire comment beaucoup de variations se produisent.

« Ce que nous avons constaté, c’est qu’il y a cet effet publish traductionnel, au-delà de l’expression génique. Cette modification protéique est à la foundation de ce kind de diversité de forme des fruits – et explique en grande partie la différence par exemple entre les fruits de Capsella et ceux de la plante modèle apparentée Arabidopsis. Il s’agit d’une modification de l’activité protéique à un stade différent de celui que nous avons vu auparavant.  »

Les chercheurs ont utilisé le dépistage génétique avancé – une strategy pour étudier une gamme de characteristics – qui a identifié un mutant avec un développement compromis du fruit en forme de cœur. Le mutant a donc été nommé, chagrin d’amour. Ils ont utilisé l’imagerie 3D accélérée et la génétique moléculaire pour caractériser le phénotype du chagrin au niveau cellulaire et moléculaire.

Le leading auteur, le Dr Yang Dong, a ajouté: « Nous avons maintenant une voie entière basée sur l’expression génique, la dynamique hormonale et la modification post-traductionnelle des protéines avec une telle précision que nous pouvons tester dans quelle mesure ces sorts de voies avec ces composants sont partagées beaucoup moreover largement à travers les royaumes. et pas seulement dans le règne végétal.  »

L’une des prochaines étapes pour les chercheurs consiste à traduire cette découverte fondamentale de la plante de recherche Capsella à la society commerciale du colza.

La recherche répond à une problem clé sur la façon dont ces formes apparaissent.

Mais pourquoi la character a-t-elle une forme aussi inhabituelle que les gousses en forme de cœur de Capsella ? Quelle est la fonction derrière ce formulaire ? La raison est encore discutable, explique le professeur Østergaard.

« Auparavant, nous pensions que ces formes pourraient être une bonne conception fonctionnelle pour la dispersion des graines, motor vehicle la forme pouvait permettre au vent d’attraper les parois des gousses, mais nos assessments en les comparant avec Arabidopsis et le colza ne révèlent aucun grand avantage du fruit Capsella dans dispersion des graines, donc nous ne pensons pas que cela puisse être un facteur majeur.

« Il est feasible qu’ils agissent comme des panneaux solaires. En d’autres termes Nous savons que la capacité photosynthétique des parois des gousses peut avoir un effet crucial sur le développement des graines à l’intérieur de la gousse et donc Ainsi, en comprenant ce mécanisme, cela nous donne des outils pour peut-être être en mesure de manipuler les parois des gousses de graines dans des cultures comme le colza. «