Plein feux sur la double fertilisation végétale

Avec un financement européen, le projet GAMETEFUSION a dévoilé des mécanismes de signalisation dans la double fertilisation. L'importance de ce processus ne peut être sous-estimée étant donné que l'une des fertilisations donne naissance à un embryon et l'autre à une source alimentaire nutritive pour la plante en développement.

En étudiant le modèle végétal Arabidopsis thaliana, les chercheurs se sont penchés sur deux tétraspanines (TET) enrichies en spermatozoïdes, qui sont également des médiateurs de signalisation pour divers processus dans les systèmes animaux: l'adhésion et la fusion des gamètes. L'analyse de l'expression génétique a confirmé que les TET sont des protéines associées à la membrane dans les tissus spécifiques reproducteurs dont les gamètes.

À l'instar de leurs homologues animaliers, les fonctions de TET dans les plantes dépendent de l'assemblage des complexes membranaires multi-moléculaires qui reposent sur la présence de partenaires de liaison potentiels. L'unique configuration de localisation trouvée pour les TET dans l'interface de deux types de spermatozoïdes suggère qu'un soutien membranaire pourrait être impliqué dans la médiation de l'adhésion cellulaire sperme-sperme ou de la communication.

L'équipe GAMETEFUSION a identifié deux partenaires de liaison TET potentiels. À l'aide de mutants knockout, des défauts au niveau de la fertilité, tels que la fertilisation unique, ont été observés. Cette découverte est pertinente notamment parce qu'une meilleure compréhension des processus cellulaires à l'origine de la différenciation des gamètes et la double fertilisation pourrait être responsable de la divergence et la conservation de ces mécanismes chez les plantes et les animaux.

Les chercheurs ont mis au point un outil de triage cellulaire activé par fluorescence afin d'isoler les composants sous-cellulaires individuels du gamétophyte mâle et ont analysé leurs répertoires d'ARN messagers (ARNm) exprimés. Les chercheurs prévoient de détecter et de suivre les ARNm des spermatozoïdes lors de la différenciation des gamètes mâles et la croissance des tubes polliniques. Le système expérimental représente la première application d'un système in vivo pour imager le mouvement de l'ARNm au niveau du pollen. Les scientifiques espèrent révéler les évènements moléculaires au cours de la double fertilisation et au début de l'embryogénèse.

GAMETEFUSION a mis au point de nombreux outils moléculaires sans précédent qui sont déjà ou deviendront disponibles à la communauté de la recherche scientifique. La capacité à manipuler le processus de fertilisation possède des applications puissantes dans le domaine de l'amélioration des plantes.