Résoudre l'inanition des plantes pour nourrir une population croissante

Tous les organismes régulent leur équilibre énergétique grâce à des voies de transduction du signal conservé dans lequel les kinases, la phosphorylation de médiation des enzymes (protéines), jouent un rôle important. Les organismes modulent le taux de capture (par l'alimentation ou la photosynthèse), de stockage et d'utilisation des ressources énergétiques afin d'assurer leur croissance et leur développement.

Lorsque les sources d'énergie disponibles sont limitées, les organismes eucaryotes limitent leur consommation d'énergie. Une inanition prolongée entraîne une reprogrammation à grande échelle du métabolisme par l'intermédiaire d'une réaction appelé syndrome de faible énergie (SFE). Elle se caractérise par une répression de l'activité et de la croissance de la biosynthèse et par l'induction de processus cataboliques qui dégradent les molécules stockées pour libérer de l'énergie.

Des scientifiques étudient le SFE dans les plantes dans le cadre du projet MERIT («Metabolic reprogramming by induction of transcription») financé par l'UE. Il devient de plus en plus important d'améliorer la survie des plantes dans le contexte de l'augmentation de la population mondiale et du changement climatique, comme en témoigne la participation d'un certain nombre de partenaires industriels qui cherchent à former de nouveaux chercheurs dans le domaine de la biotechnologie végétale. L'objectif est de comprendre les mécanismes de régulation de l'équilibre énergétique des plantes et leurs répercussions sur la survie des plantes dans des conditions de stress.

Les deux premières années ont été largement consacrées à l'élaboration de protocoles expérimentaux, à la génération de lignées transgéniques pour les tests et à la réalisation des premières recherches sur les facteurs impliqués dans le SFE. Les expériences ont déjà fourni des données qui ont fait l'objet de dix publications et plusieurs autres sont en préparation. Fait important, les chercheurs ont découvert le ou les premiers facteurs de transcription (les protéines de fermeture éclair de leucine de région de base (bZIP)) que la protéine kinase végétale SnRK1 régule directement par l'intermédiaire de la phosphorylation. Ils ont également identifié différents profils métaboliques associés au SFE, permettant ainsi de déterminer les molécules impliquées dans la reprogrammation métabolique.

L'équipe est désormais prête à explorer le potentiel commercial des pistes explorées à ce jour en menant des expériences très contrôlées dans des conditions reproductibles. La participation active d'acteurs de premier plan du secteur de la productivité des plantes et des sciences agronomiques permettra d'exploiter les découvertes, avec des avantages considérables pour la population mondiale croissante.