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Posté par Isabelle le Samedi 25/01/2014 à 12:00
La protéine des fleurs révèle un pan de son histoire
Présente chez des algues avant même que les plantes conquièrent la terre ferme, la protéine LEAFY joue aujourd’hui un rôle essentiel dans la beauté du monde végétal: c’est elle qui gouverne la formation des fleurs. Dans le cadre d’une collaboration internationale, une équipe mixte associant le CEA, le CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) et l’UJF, est parvenue à retracer son histoire et à élucider le mécanisme d’évolution qui lui a donné la capacité de diriger la morphogenèse florale. Ce mécanisme a pu être révélé grâce à la découverte d’une forme intermédiaire ancestrale de la protéine qui a perduré jusqu’à nos jours chez une espèce apparentée aux mousses. Ces résultats sont publiés dans Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on...) le 16 janvier 2014.

L’anatomie (L'anatomie (provenant du nom grec ἀνατομία anatomia, provenant du verbe ἀνατέμνειν anatemnein, se traduisant par couper,...) d’un organisme vivant, qu’il soit végétal ou animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se nourrit de...), est inscrite dans son patrimoine génétique: ce sont les gènes architectes qui gouvernent la nature et la position de ses organes. L’évolution des êtres vivants au cours du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) est donc souvent dictée par l’évolution de ce type de gènes. Les mutations de ces derniers contribuent ainsi à faire évoluer les morphologies, voire à créer de nouveaux organismes. Mais elles peuvent aussi être fatales, si les changements qu’elles induisent sont trop brutaux. Pour cette raison, l’évolution d’un gène architecte (L'architecte est le professionnel du bâtiment dont la fonction est de concevoir et de diriger la réalisation d'une œuvre d'architecture pour le compte d'un propriétaire qui peut être un...) se fait le plus souvent après sa duplication, un évènement de dédoublement du gène où l’une de ses deux copies assure la fonction originale, tandis que l’autre peut évoluer librement.

Les chercheurs viennent de montrer que le gène architecte LEAFY (codant pour la protéine du même nom) a réussi à évoluer sans duplication. Chez les plantes à fleurs, ce gène orchestre la formation du bouton floral et de ses différents organes (sépales, pétales, étamines et pistil). Il était déjà présent, mais avec des propriétés différentes, chez les végétaux plusieurs centaines de millions d’années avant l’apparition des fleurs. En témoigne la présence de la protéine LEAFY chez des algues et chez les mousses qui sont des végétaux sans fleurs. L’acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) des propriétés requises pour sa fonction florale s’est faite en douceur via une forme intermédiaire, ayant cumulé les caractéristiques anciennes et nouvelles, celles de l’algue (Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Elles constituent une part...) et de la plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne) des Eucaryotes. Elles sont, avec...) à fleur (La fleur est constituée par l’ensemble des organes de la reproduction et des enveloppes qui les entourent chez les angiospermes (aussi appelées plantes à fleurs). Après la pollinisation, la fleur est...). Cette forme intermédiaire a pu être identifiée car elle existe toujours chez Nothoceros aenigmatica, une espèce apparentée aux mousses. C’est la première fois qu’un tel mécanisme d’évolution est mis à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par...) pour un gène architecte.


Illustration, au cours du temps et sur un brin d’ADN, des trois conformations de la protéine LEAFY chez différents organismes: algues en bleu, mousse en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur,...) et fleur en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) orange.

Ce mode d’évolution est probablement impliqué dans d’autres types de gènes architectes comme ceux responsables du développement des embryons chez les insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes et leur environnement (association loi de 1901),...) ou les mammifères

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Source et illustration: CEA