Des gouttelettes pour sentir le passage des saisons

L’automne, déjà. La durée du jour s’abrège visiblement. Les températures chutent, nous saisissant de frissons au petit matin. Nous percevons facilement ces deux indicateurs des rythmes saisonniers, l’ensoleillement et la température. Leurs variations annuelles sont fortement corrélées, les radiations lumineuses étant elles-mêmes sources de chaleur ; toutefois, l’expérience des vagues de froid ou des canicules hors saison est là pour nous rappeler que luminosité et température ambiantes peuvent être dissociées.

Lorsque nous modifions notre comportement à l’automne, en allumant les lumières ou un feu de cheminée, en revisitant notre garde-robe ou en nous couchant plus tôt, nous ne sommes pas les seuls. Les plantes perçoivent aussi les fluctuations des paramètres physiques de leur environnement, selon la saison, l’heure ou la position de leurs voisins, et elles ajustent leur activité en conséquence. Pour ceci, des récepteurs moléculaires détectent les variations de luminosité d’une part, de température de l’autre ; différentes réponses de la plante s’engagent alors, de l’échelle moléculaire à celle de l’organisme. Parmi elles, l’expression de certains gènes (par exemple, ceux impliqués dans la croissance des tiges) est régulée en fonction de la lumière et de la chaleur.

Modulation de l’expression des gènes

Afin que les récepteurs transmettent efficacement l’instruction d’un changement de programme aux régulateurs de l’expression des gènes, rien de tel que leur regroupement dans un espace restreint. C’est ce qui se produit pour le phytochrome B, un photorécepteur de lumières rouge et infrarouge chez de nombreuses plantes, qui est également sensible à la température. Sous l’effet de la lumière rouge, cette protéine s’active et gagne le noyau des cellules végétales. Elle y forme des amas d’environ un micromètre de diamètre, auxquels viennent s’associer les régulateurs des gènes qui répondent aux variations lumineuses. La fréquence élevée de rencontre entre récepteurs et régulateurs au sein de ces structures favorise la modulation rapide et coordonnée de l’expression des gènes lorsque le phytochrome B capte un signal.

Des chercheurs de l’université de Pékin ont étudié les propriétés moléculaires du phytochrome B qui gouvernent son regroupement ou sa dispersion en fonction de la perception lumineuse ou thermique. Leurs résultats, publiés le 18 août dans la revue Molecular Cell, révèlent que, sous l’effet de la lumière rouge, les molécules photoréceptrices se regroupent en gouttelettes liquides qui forment une phase distincte du reste du noyau, de la même manière que les gouttelettes d’huile restent en suspension dans la phase aqueuse du vinaigre lorsque vous émulsionnez une vinaigrette. Inversement, les gouttelettes se dissocient à l’obscurité, sous la lumière infrarouge, ou lorsque la température augmente de 15 °C-20 °C à 25 °C-30 °C.

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