Le «système nerveux» des plantes dévoilé

Les signaux électriques connus comme les potentiels d'action (PA) sont omniprésents et constituent un système de signalisation rapide chez les plantes. Alors qu'un modèle rudimentaire sur la transmission des PA a été proposé, le système reste majoritairement mal compris.

Financé par l'UE, le projet PLANTELEXIGNAL («Disclosing the molecular bases of electrical signalling in plants») a examiné les mécanismes moléculaires dans les cellules végétales qui leur permettent de produire et de propager les PA. Les chercheurs ont étudié l'espèce Arabidopsis thaliana, une espèce végétale modèle, en utilisant l'ingénierie génétique et des systèmes sensoriels sophistiqués.

Plus spécifiquement, le projet a étudié deux canaux potassiques (K+), des protéines dans la cellule qui seraient responsables du maintien des PA dans les cellules. De plus, les chercheurs ont étudié les modifications de la concentration de calcium (Ca2+), également associées à la signalisation des plantes.

Ils ont découvert que deux des canaux potassiques (K+), appelés AKT2 et GORK, contrôlent différents aspects des PA dans les plantes. ATK2 contrôle la probabilité qu'un PA soit propagé aux cellules environnantes, alors que GORK influence l'amplitude et la longueur du signal.

En utilisant un équipement de détection sophistiqué, le projet PLANTELEXIGNAL a découvert que les signaux comme les PA et les Ca2+ émergent dans des régions similaires de la plante, comme les veines des feuilles. De plus, ils se déplacent à des vitesses similaires dans la plante, ce qui indique un rapport entre la signalisation de Ca2+ et les PA.

Le travail de PLANTELEXIGNAL a révélé pour la première fois les molécules spécifiques impliquées dans la signalisation des PA dans les plantes. Cette découverte servira de base pour l'étude de la signalisation électrique dans les plantes avec une meilleure précision.