Dans chaque cellule végétale, il y a un orchestre dont les musiciens sont toujours les mêmes, mais dont la partition change d'une espèce à l'autre. L'instrument principal de cet orchestre, c'est le protéasome, une grande machine protéique qui détruit les protéines marquées. On la trouve chez tous les êtres vivants, et sa structure n'a presque pas bougé depuis des millions d'années. Chez les plantes, pourtant, le nombre de gènes codant les pièces de cette machine varie énormément, et les chercheurs ont longtemps cherché pourquoi.
Les chercheurs ont comparé les génomes de 18 espèces végétales, des algues aux plantes à fleurs. Ils ont trouvé que chez 16 de ces 18 espèces, il existe des gènes du protéasome dupliqués, c'est-à-dire des copies apparues récemment et indépendamment dans différentes lignées. Les protéines elles-mêmes n'ont presque pas changé : seuls quatre cas sur 886 montrent des signes de sélection positive. En revanche, la régulation, elle, a beaucoup divergé : les paralogues répondaient différemment au stress. Dans les promoteurs des gènes du protéasome, chez les angiospermes, le motif PRCE est enrichi ; il est reconnu par les facteurs NAC53/78, ainsi que par les protéines TRB1/3/5. Ces protéines protègent normalement les extrémités des chromosomes, mais il s'avère qu'elles peuvent aussi activer les gènes du protéasome. Les mutants trb4 trb5 sont devenus hypersensibles à un inhibiteur du protéasome, et l'induction des gènes du protéasome était perturbée chez eux.
C'est comme si les musiciens de l'orchestre restaient les mêmes, mais que le chef changeait les partitions : chez une espèce, le protéasome s'active davantage en réponse à la sécheresse, chez une autre, au froid. Mieux comprendre la régulation du protéasome pourrait aider à sélectionner des plantes résistantes aux stress, car la protéostase est essentielle à la survie dans des conditions défavorables. Pour l'instant, ce sont des connaissances fondamentales, mais elles tracent la voie pour des travaux appliqués.
Chez Arabidopsis, les promoteurs des gènes du protéasome contiennent un motif que l'on retrouve aussi dans les télomères, les extrémités des chromosomes. Des protéines qui protègent habituellement les bouts des chromosomes se sont révélées capables d'activer les gènes du protéasome.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.