Une étude menée par le biologiste végétal du LMU Hans-Henning Kunz révèle un nouveau rôle pour les transporteurs d’ions : ils participent à la régulation des gènes dans les chloroplastes. À la suite de cet événement évolutif, les chloroplastes possèdent deux membranes d’enveloppe et ont conservé des restes fonctionnels de leurs génomes cyanobactériens d’origine. Henning Kunz (LMU Biocenter), son groupe et leurs collaborateurs ont maintenant démontré que les protéines impliquées dans le transportation des ions dans la membrane chloroplastique interne participent à la régulation de l’expression des gènes dans l’organite.



Ce système est encapsulé par les enveloppes intérieure et extérieure. Parmi les protéines intégrées dans la membrane interne, il y a des transporteurs d’ions qui régulent l’équilibre ionique dans le milieu, appelés stroma, qui baigne les membranes thylacoïdiennes au centre de l’organite. Il contient également le génome d’ADN de l’organite et les ribosomes qui synthétisent les protéines qu’il code. Notamment. « En utilisant la plante modèle Arabidopsis thaliana, nous avons maintenant montré que l’équilibre ionique dans le stroma joue un rôle dans l’échange d’informations régulatrices entre les chloroplastes et le noyau », explique Kunz.

Il avait précédemment observé que le développement des chloroplastes était retardé et la croissance des plantes retardée lorsque deux gènes codant pour des protéines de transport ionique spécifiques étaient supprimés. « Nos expériences montrent qu’en l’absence de ces transporteurs d’ions, certaines protéines de liaison à l’ARN codées par des gènes nucléaires sont incapables de se lier à leurs ARN cibles dans le stroma des chloroplastes », explique-t-il. En conséquence, le traitement et la maturation de ces ARN (qui sont nécessaires pour le transfert des informations génétiques du génome chloroplastique vers les protéines stromales) sont inhibés. « Ce défaut a un effet particulièrement significatif sur les ARN nécessaires à l’assemblage des ribosomes dans le stroma. La réduction résultante du nombre de ribosomes fonctionnels altère gravement la synthèse des protéines chloroplastiques chez ces mutants », explique Kunz.



ce qui aiderait les plantes cultivées à s’adapter au changement climatique. « Les transporteurs d’ions pourraient être des outils importants dans ce contexte », déclare Kunz. Ces protéines de transport ont une affect importante sur cet équilibre précis. Ce n’est que si nous commençons à comprendre leurs structures et leurs fonctions complexes en détail, il sera achievable de manipuler et de bénéficier de la l’action des transporteurs. « 

Les transporteurs d'ions dans les chloroplastes affectent l'efficacité de la photosynthèse