Les plantes semblent enfreindre les règles de la biochimie en prenant des « décisions secrètes »

Des chercheurs viennent de découvrir un processus jusqu’alors inconnu qui donne un sens aux “décisions secrètes” que prennent les plantes lorsqu’elles rejettent du carbone dans l’atmosphère.

“Nous avons découvert que les plantes contrôlent leur respiration d’une manière à laquelle nous ne nous attendions pas, elles contrôlent la quantité de carbone provenant de la photosynthèse qu’elles conservent pour construire la biomasse en utilisant un canal métabolique”, a déclaré Harvey Millar, biochimiste végétal de l’Université de Western Australia, à ScienceAlert.

“Cela se produit juste avant l’étape qui précède la décision de brûler un composé appelé pyruvate pour produire et rejeter du CO2 dans l’atmosphère.”

Si vous pensez à la biologie du lycée, vous vous souvenez peut-être que pendant la photosynthèse, les plantes fabriquent du sucre ou du saccharose. La plante produit généralement un excès de saccharose ; une partie est stockée, une autre est dégradée. C’est ce qu’on appelle le cycle de l’acide citrique (ou de l’acide tricarboxylique), et il est tout aussi important pour la vie.

Dans le cadre de ce cycle, le saccharose, qui comporte douze atomes de carbone, est décomposé en glucose à six carbones. Ensuite, le glucose est décomposé en pyruvate, qui a trois carbones. L’utilisation du pyruvate comme source d’énergie produit du carbone en tant que déchet, c’est donc à ce stade que la “décision” est prise par la plante.

“Le pyruvate est le dernier point pour une décision”, a déclaré Millar à ScienceAlert.

“Vous pouvez le brûler et libérer du CO2, ou vous pouvez l’utiliser pour construire des phospholipides, des huiles végétales stockées, des acides aminés et d’autres éléments dont vous avez besoin pour fabriquer de la biomasse.”

La découverte est intervenue alors que les chercheurs travaillaient sur un organisme modèle végétal classique, l’Arabette des dames (Arabidopsis thaliana). Les chercheurs, dirigés par Xuyen Le, spécialiste en sciences moléculaires végétales de l’université de Western Australia, ont marqué le pyruvate avec du C13 (un isotope du carbone) pour suivre son déplacement au cours du cycle de l’acide citrique, et ont constaté que le pyruvate provenant de différentes sources était utilisé différemment.

Cela signifie que la plante peut réellement suivre la source du pyruvate et agir en conséquence, en choisissant de le libérer ou de le conserver pour d’autres usages.

“Nous avons découvert qu’un transporteur situé sur les mitochondries dirige le pyruvate vers la respiration pour libérer le CO2, mais que le pyruvate produit d’une autre manière est conservé par les cellules végétales pour construire la biomasse – si le transporteur est bloqué, les plantes utilisent alors le pyruvate provenant d’autres voies pour la respiration”, a déclaré Le.

“Le pyruvate importé était la source privilégiée pour la production de citrate.”

Cette capacité à prendre des décisions, suggère l’équipe, brise les règles normales de la biochimie, où généralement, chaque réaction est une compétition et les processus ne contrôlent pas où va le produit.

“La canalisation métabolique brise ces règles en révélant des réactions qui ne se comportent pas ainsi, mais sont des décisions fixées dans des processus métaboliques qui sont protégés des autres réactions”, explique Millar.

“Ce n’est pas le premier canal métabolique à être découvert, mais ils sont relativement rares, et c’est la première preuve qu’il en existe un qui régit ce processus dans la respiration.”

Bien que les plantes soient de merveilleuses réserves de CO2 – les forêts stockent à elles seules environ 400 gigatonnes de carbone – toutes les molécules de CO2 absorbées par les plantes ne sont pas ensuite conservées. Environ la moitié du dioxyde de carbone absorbé par les plantes est relâché dans l’atmosphère.

La possibilité d’amener les plantes à stocker un peu plus de dioxyde de carbone au cours de ce processus pourrait être un moyen fascinant d’aider nos problèmes de changement climatique.

“Lorsque nous envisageons de construire et d’élever des plantes pour l’avenir, nous ne devrions pas seulement penser à la façon dont elles peuvent être de bons aliments et des aliments pour notre santé, mais aussi si elles peuvent être de bons stockeurs de carbone pour la santé de l’atmosphère dont nous dépendons tous”, a déclaré Millar à ScienceAlert.

Une telle protection de l’avenir est encore à venir, car les chercheurs viennent seulement de découvrir ce processus biochimique à l’origine. Mais si nous parvenons à détourner la façon dont les plantes prennent des décisions concernant le stockage du carbone, cela pourrait être une pièce du grand puzzle de l’atténuation du changement climatique.

Cette recherche a été publiée dans Nature Plants.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche