Un financement Spark pour étudier l’effet du réchauffement chez les plantes

Conçu pour des projets présentant un concept peu conventionnel et une approche originale, le programme pilote Spark du FNS privilégie les idées prometteuses et audacieuses. Parmi ses bénéficiaires, le premier assistant Anthony Guihur au Département de biologie moléculaire végétale (DBMV) de la Faculté de biologie et de médecine de l’UNIL, qui s’intéresse, sous un angle inédit, à l’impact du réchauffement climatique chez les plantes.

Anthony Guihur © droits réservés

Le réchauffement climatique constitue un défi majeur du 21e siècle et génère de nombreuses complications dans le monde affectant et touchant les écosystèmes. Les stress abiotiques tels que la sécheresse ou la chaleur sont plus fréquents et plus longs, altérant le rendement des cultures. À l'aube d'une journée d'été brûlante, les plantes terrestres doivent anticiper les températures de l’après-midi à venir et établir à temps les défenses moléculaires appropriées pour assurer leur survie.

Se préparer à un éventuel stress thermique

Au niveau moléculaire, des températures élevées peuvent provoquer l'hyperfluidisation des membranes, entraînant des fuites d'ions et la production de radicaux libres de l'oxygène qui, à leur tour, provoquent la mort cellulaire programmée. La chaleur excessive peut également dénaturer les protéines labiles qui se transforment spontanément en agrégats inactifs avec des surfaces hydrophobes anormalement exposées qui peuvent compromettre l'intégrité des membranes. L'exposition progressive le matin à des températures inférieures à la normale induit l'accumulation de protéines de choc thermique (HSPs) qui sont essentielles à la thermotolérance des plantes terrestres.

Des études antérieures menées par l’équipe du Prof. Pierre Goloubinoff au DBMV ont mis en évidence le rôle de canaux calciques (CNGCs) dans la réponse à la chaleur chez les végétaux, en tant que thermosenseurs menant à la production de HSPs. Ces « thermomètres moléculaires » réagissent au stress thermique en dépolarisant et désensibilisant les canaux qui auront besoin d’un mécanisme (l’objet du financement Spark) pour régénérer le signal en utilisant des protéines chaperonnes afin de re-potentialiser le canal en prévention d’un futur stress.

Changement de paradigme

« S'ils sont confirmés, nos résultats serviront de base solide à un plan de recherche étendu représentant un paradigme entièrement nouveau pour le rôle des chaperonnes dans le fonctionnement des canaux ioniques, projette Anthony Guihur. Des implications dans le domaine des canaux thermosensibles chez les mammifères sont possibles, tels que les canaux nociceptifs TRPV1 qui sont structurellement et fonctionnellement proches des CNGCs, et sont par ailleurs une cible thérapeutique dans le traitement de la douleur. »

Intitulé Tackling the penalties of global warming in plants: the role of HSP70 and JDPs in the re-potentiation of heat-depolarized thermosensory Ca2+ channels, le projet du DrSc. Anthony Guihur, financé à hauteur de 100'000 CHF, démarrera prochainement pour une durée de 12 mois.

L’instrument Spark en bref

Créé par le Fonds national suisse de la recherche scientifique en 2019, le programme pilote Spark vise à financer l’essai ou le développement rapide de nouvelles approches, méthodes, théories, normes ou idées d’applications scientifiques. Conçu pour des projets présentant un concept peu conventionnel et une approche originale, il privilégie les idées prometteuses, audacieuses et basées sur des données préliminaires très limitées, voire inexistantes. La prise de risque est encouragée, mais ne constitue pas une condition en soi. L’accent est mis sur les projets ou idées ayant peu de chances d’être financés par les autres programmes d’encouragement disponibles.

Le CNGC est l’arbalète de Guillaume Tell qui, après avoir tiré une première flèche (signal du stress à la chaleur), a besoin d’énergie (les chaperonnes) pour tendre à nouveau son arbalète et tirer sa deuxième flèche! © Anthony Guihur, statue de Guillaume Tell à Altdorf, Canton d’Uri, Suisse.
Publié du 25 août 2020 au 25 septembre 2020
par Département de biologie moléculaire végétale et Communication FBM
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