Xiaodong Yang (à gauche), Hardik Kundariya (au milieu), et Sally Mackenzie (à droite), dans le laboratoire avec les plantes
Comme tout bon parent, il s’avère que les plantes peuvent utiliser leur propre expérience pour apprendre à leur progéniture comment surmonter les moments difficiles. Des généticiens de la Penn State University ont manipulé l’expression d’un gène dans une plante, ce qui la rend plus résistante aux changements environnementaux – et cela est transmis aux générations futures.
Les facteurs environnementaux sont ce qui guide l’évolution. Il est donc logique que les plantes soient non seulement capables de s’adapter elles-mêmes aux conditions changeantes, mais qu’elles puissent transmettre ces stratégies pour donner à la prochaine génération une longueur d’avance.
On sait depuis longtemps qu’un gène appelé MSH1 joue un rôle clé dans la résilience des plantes. Dans le cadre de cette nouvelle étude, l’équipe a découvert que sa désactivation chez les plantes d’Arabidopsis les aidait à réagir aux périodes de stress, telles que la sécheresse ou les vagues de chaleur. Ces plantes ont utilisé plusieurs stratégies d’adaptation, notamment en ajustant leur croissance, en limitant la quantité de biomasse qui pousse en surface, en modifiant la façon dont leurs racines poussent et en retardant le moment de leur floraison, entre autres choses.
Mais la découverte la plus intéressante est peut-être que ces réactions peuvent être transmises à cinq générations futures. L’équipe a découvert que si une plante mère avait traversé des conditions stressantes, les mêmes comportements d’adaptation pouvaient se manifester chez certains de ses descendants (mais pas tous).
À gauche : une plante sauvage qui n’a pas été modifiée par épigénétique. A droite : une plante qui a conservé la « mémoire » des luttes de ses parents
« Dans notre recherche, nous montrons que cette condition de mémoire est héréditaire par la progéniture mais ne se produit que dans une proportion de la progéniture – de sorte qu’il y a des frères et sœurs pleins de mémoire et d’autres qui ne le sont pas », déclare Sally Mackenzie, chercheuse principale de l’étude. Il en résulte des modifications définissables de l’expression génétique qui ont un impact sur la « plasticité » phénotypique d’une plante. Nous suggérons que toutes les plantes ont cette capacité, et que l’état que nous décrivons est susceptible de jouer un rôle important dans la façon dont les plantes transmettent la mémoire de leur environnement à la progéniture de préconditionnement ».
L’équipe a utilisé différentes méthodes pour désactiver le gène MSH1. Dans certains cas, ils ont choisi des plantes qui avaient déjà des mutations naturelles inactivant le gène. Dans d’autres, ils l’ont désactivé en utilisant l’interférence de l’ARN. Quelle que soit la méthode utilisée, les résultats sont généralement similaires.
Les chercheurs affirment que l’épigénétique pourrait être un moyen important de contourner les inquiétudes concernant les organismes génétiquement modifiés (OGM) en tant qu’aliments. Bien que les cultures modifiées aient été largement reconnues comme étant sans danger pour la consommation, elles font encore l’objet de controverses.
Mais l’épigénétique n’implique pas l’ajout de nouveaux gènes, ce qui est généralement considéré comme la partie problématique du génie génétique. Au lieu de cela, les scientifiques se contentent de contrôler l’expression des gènes. Dans le passé, des chercheurs ont affirmé que le chou et le saumon génétiquement modifiés ne sont pas considérés comme des OGM parce qu’ils imitent des variations génétiques naturelles plutôt que d’en créer de nouvelles. Cela signifie que ce n’est pas différent de l’élevage sélectif que les humains pratiquent depuis des millénaires. Et le ministère américain de l’agriculture est d’accord.
Les chercheurs de la nouvelle étude affirment qu’ils ont déjà entamé des recherches de suivi, en abandonnant le MSH1 dans les plants de tomates, de soja et de canola. Jusqu’à présent, les premiers résultats de ces expériences et des expériences de greffage ont permis d’augmenter les rendements.
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16036-8
