Comment les plantes acquièrent-elles leur forme ?
Le 24 novembre à la Cité des Sciences et de l'industrie de Paris, la 6e édition du Prix La Recherche a dévoilé le nom des lauréats, parmi lesquels une équipe de chercheurs du laboratoire de réproduction et développement des plantes de l'ENS de Lyon/CNRS/INRA/Lyon1/Paris-Diderot.
Le Prix du Ministère à été accordé à leurs travaux : « Comment les plantes acquièrent-elles leur forme ? » qui feront l'objet d'une publication dans le magazine La Recherche. L'équipe lauréate est composée d'Olivier Hamant, Jan Traas Jan, Yves Couder , Arezki Boudaoud, Henrik Jönsson, Pawel Krupinski, Marcus Heisler, Elliot Meyerowitz.
La physique explique la forme des plantes. Pourquoi les feuilles de certaines plantes sont-elles simples, et d'autres composées ? Les tiges cylindriques ? Les hampes florales en grappes ? Des gènes interviennent, mais ils ne sont pas seuls en cause comme vient de le montrer une équipe de physiciens et de biologistes pilotée par Olivier Hamant et Jan Traas, du RDP.
Au coeur de leurs travaux pluridisciplinaires associant microscopie sur tissu vivant, biomécanique et modélisation informatique : les méristèmes, ensembles de cellules souches végétales d'Arabidopsis thaliana, plante modèle des biologistes. Les plantes grandissent pour une large part en remplissant d'eau des sortes de sacs intracellulaires, les vacuoles. En retour, celles-ci exercent une pression sur les parois des cellules qui s'allongent alors selon un axe déterminé par l'orientation de protéines fibrillaires accolées à la membrane cellulaire, les microtubules. La forme des tiges, des feuilles et des fruits nécessite donc une coordination de l'orientation de ces microtubules.
Les chercheurs ont d'abord modifié le champ de force en des endroits précis de la plante, en enlevant une seule cellule souche et en observant comment les cellules voisines se comportaient au cours du développement. Ils ont également mesuré l'effet d'une pression extérieure temporaire sur le méristème. Conclusion : la croissance cellulaire produit des contraintes mécaniques que les microtubules détectent, puis transmettent aux cellules. Chaque cellule « sent » la force exercée par ses voisines et y résiste. C'est cette résistance qui oriente le « squelette » de la cellule et in fine coordonne la croissance du méristème. Il existe donc un contrôle mécanique et supracellulaire de la croissance qui agit en parallèle de la régulation génétique.
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