Interactions protéiques inattendues nécessaires pour créer des fleurs Ars Technica

Avantages et inconvénients des heures supplémentaires Prendre un emploi supplémentaire en plus de travailler à temps plein est vivement débattu. Mais en biologie, les heures supplémentaires ne sont pas rares, car les protéines individuelles remplissent souvent plusieurs fonctions. Depuis de nombreuses années, les scientifiques savent qu’une protéine inhabituelle d’organe floral (OVNI) semble produire un éclairage supplémentaire.

Sur la base de la structure de la protéine, on pense que son rôle dans les plantes est de cibler les protéines à détruire. Mais cela fonctionne également avec la protéine de feuille (LFY) pour aider à la formation des fleurs. Une équipe de scientifiques français a maintenant mis en lumière la façon dont cette protéine remplit deux rôles.

Fleurs et ovnis

En ce qui concerne la formation des fleurs, la protéine foliaire (LFY) est un facteur réel. Les fleurs sont constituées de parties appelées sépales, pétales, étamines et carpelles, disposées en verticilles. La protéine LFY, agissant seule ou en combinaison avec d’autres protéines, est responsable de l’activation des gènes nécessaires à la formation de chacune de ces parties. LFY se combine avec UFO pour aider à former les pétales et les étamines.

Selon le étude L’auteur principal, François Barcy du CNRS et de l’Université de Grenoble Alpes, a déclaré qu’il a fallu plus de 25 ans pour comprendre le mécanisme d’UFO-LFY en raison de la « nature erronée de la protéine OVNI ».

Le corps étranger appartient à un groupe d’environ 700 protéines caractérisées par un schéma d’acides aminés, appelé domaine F-box, qui régule les niveaux d’autres protéines. Le corps étranger marque d’autres protéines pour la destruction, a déclaré Barsi : « Il place une étiquette chimique sur la protéine choisie pour la dégradation. Une fois la protéine étiquetée, [some] Les machines cellulaires, appelées [a] Le protéasome reconnaît l’étiquette et coupe la protéine en centaines de morceaux.

Donc, vous pourriez vous attendre à ce que UFO signifie également LFY pour Destruction. Normalement, il devrait également dégrader la protéine LFY. Cependant, dans le cas de LFY, nous avons constaté que le corps étranger avait une fonction complètement différente – celle de se lier à une région d’ADN qui ne pouvait pas être accessible par LFY seul.

Lorsqu’un LFY et un OVNI se rencontrent, ils collent l’ADN à proximité des gènes nécessaires à la formation des pétales et des étamines.

Parsi et son équipe ont commencé leurs recherches il y a quatre ans en produisant en masse la protéine du corps étranger dans les cellules d’insectes. « C’était tout un défi, car le corps étranger est l’une des protéines les plus difficiles à produire artificiellement », a déclaré Barsi.

Partout où il y a des fleurs

Il s’avère que le corps étranger n’a pas besoin de détruire d’autres protéines pour fonctionner avec LFY. Nous l’avons ensuite modifié en supprimant le domaine F-box responsable de la dégradation des protéines partenaires. À notre grande surprise, nous avons découvert que malgré l’abolition de sa fonction principale putative, la protéine fonctionne toujours bien avec la protéine LFY « , a déclaré Barsi. L’expérience a révélé que la protéine OVNI remplit peu d’autres fonctions que le ciblage des protéines pour la destruction.

Cet ajout semble impliquer la modification des séquences d’ADN auxquelles Levy s’accroche. Les chercheurs ont obtenu une structure 3D de l’interaction entre LFY et UFO et les régions d’ADN auxquelles ils se lient en utilisant la microscopie électronique. Selon Parcy, lorsque UFO et LFY travaillent ensemble, ils sont capables de s’accrocher aux régions d’ADN responsables de la formation des pétales et des étamines. Aucune de ces protéines ne peut s’accrocher à cet ADN par elle-même.

« Cela signifie que même si chaque protéine a la capacité de toucher faiblement une région de l’ADN, lorsqu’elle est combinée, elle augmente sa force, ce qui conduit à une interaction avec une nouvelle matrice d’ADN », a-t-il déclaré.

L’association LFY-UFO est présente dans toutes les plantes à fleurs. Toujours dans le riz, deux protéines, LFY et UFO, se collent pour leur permettre de se lier à de nouvelles régions d’ADN, entraînant le développement de la partie de la plante qui porte ses grains, appelée panicule.

que faites-vous ici?

Selon Parcy, nous ne savons pas actuellement pourquoi la protéine UFO continue de posséder un domaine F-box, qui ne joue aucun rôle dans son interaction avec LFY.

« Si ce domaine était complètement inutile, l’évolution l’aurait supprimé. Le fait qu’il soit toujours là signifie qu’il a un rôle qui reste à découvrir. Peut-être que l’OVNI joue un rôle dans la dégradation d’autres protéines. Nous ne savons pas Mais ce que nous pouvons dire avec certitude, c’est que cette fonction n’est pas nécessaire pour fabriquer des pétales et des étamines.

Cependant, ce n’est pas le seul mystère qui entoure les fleurs. L’un des grands mystères est ce qui a causé l’origine des fleurs, d’autant plus que l’association entre LFY et UFO semble être antérieure à la première fleur. Notre étude indique que ce mécanisme de partage était déjà présent chez les gymnospermes comme les conifères ainsi que chez les fougères. « Elle a dû avoir un autre rôle quand il n’y avait pas de fleurs », a déclaré Barsi.

Bien qu’il existe des hypothèses sur l’origine des fleurs il y a plus de 130 millions d’années, la réponse reste insaisissable.

L’OVNI n’est pas la seule protéine à faire un travail supplémentaire. Selon Christine Foer, professeur de sciences végétales à l’Université de Birmingham, de nombreuses protéines remplissent des fonctions importantes en plus de celles pour lesquelles elles ont été décrites pour la première fois.

« Les protéines sont des molécules complexes avec une énorme flexibilité en termes de modification et la capacité de se déplacer entre différentes parties de la cellule. L’avantage supplémentaire de l’éclairage est qu’une seule protéine peut remplir plusieurs fonctions selon la façon dont elle est organisée », a déclaré Foyer, qui était pas. partie de la recherche.

Les plantes de la nature, 2023. DOI : 10.1038 / s41477-022-01336-2