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CE MYSTÈRE GÉNÉTIQUE QUI ENTOURE L'ÉVOLUTION DE LA TOMATE DEPUIS 125 MILLIONS
D’ANNÉES ENFIN PERCÉ ?

Charline Vergne 06/03/2024, 6:13 - modified 06/03/2024, 7:09 Sciences
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LES CONCLUSIONS D’UNE ÉTUDE PUBLIÉE DANS LA REVUE SCIENTIFIQUE "PLOS GENETICS"
NOUS INFORMENT DE L’EXISTENCE D’UN GÈNE, BAPTISÉ "CLV3", QUI SERAIT AU CŒUR D’UN
MYSTÈRE GÉNÉTIQUE QUI ENTOURE LES PLANTS DE TOMATES DEPUIS UNE CENTAINE DE
MILLIONS D’ANNÉES.



C’est une information qui vous étonnera peut-être mais les plantes, au même
titre que les êtres humains, disposent de leur propre évolution génétique.
Récemment, une équipe du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), dirigée par le
chercheur Zachary Lippman, a percé un mystère qui entourait la tomate depuis,
déjà, 125 millions d’années. Les scientifiques ont fait part de leurs
observations dans une étude publiée dans la revue PLOS Genetics.

S’affairant à décoder les différences génétiques complexes entre les plants de
tomates et ceux d’une espèce de plantes à fleurs appelée Arabidopsis thaliana
(aussi connue sous les noms d'"arabette des dames" et "arabette de Thalius"),
ces experts sont parvenus à des résultats qui témoignent de la complexité de la
génétique végétale, et qui pourraient être la clé d’une meilleure compréhension
de la façon dont les plantes régulent leurs gènes. En définitive, cela signifie
qu’il pourrait être possible, en s’y prenant bien, d’obtenir demain des récoltes
parfaites.





LE GÈNE CLV3 AU CŒUR DE CE MYSTÈRE GÉNÉTIQUE

Depuis que ce laboratoire a joué un rôle central dans le séquençage du premier
génome végétal, la génomique végétale a considérablement évolué. Néanmoins, la
quête visant à manipuler les caractéristiques des cultures par le biais de
mutations de l’ADN demeure, pour ces chercheurs, un défi. Les scientifiques ont
concentré leurs efforts sur la compréhension des raisons pour lesquelles des
mutations identiques de l’ADN, observées dans différentes plantes, ne
produisaient pas systématiquement les caractéristiques souhaitées des cultures.

Après avoir observé des plants de tomates et de l’espèce de plantes à fleurs
mentionnée plus haut, ils ont constaté que la clé se trouvait dans les systèmes
de régulation. Concrètement, les tomates et l’Arabidopsis thaliana peuvent en
utiliser des différents pour contrôler le même gène. Les spécialistes ont
aussitôt attribué ce comportement à des transformations génétiques extrêmes
survenues au cours des 125 millions d’années d’évolution qu’a connues la tomate.



Les scientifiques ont eu recours à l’édition du génome pour créer plus de
soixante-dix souches mutantes de plants de tomates et d’Arabidopsis thaliana.
Chaque nouvelle mutation supprimait un morceau d’ADN régulateur autour d’un gène
appelé CLV3. Ensuite, ils ont analysé l’effet de chaque mutation sur la
croissance et le développement des plantes. Lorsque l’ADN contrôlant CLV3 était
muté de manière excessive, la croissance des tomates explosait.

"[Le gène] CLV3 aide les plantes à se développer normalement. S’il n’était pas
sollicité à un moment bien précis, les plantes auraient un aspect très
différent. Tous les fruits seraient de taille disproportionnée et inadéquate,
vulgarise Danielle Ciren, diplômée de l’École des sciences biologiques du CSHL
et qui a pris part à cette étude, dans un communiqué. Il est nécessaire
d’équilibrer croissance et rendement. Si une plante génère des tomates géantes,
mais seulement deux, est-ce aussi bénéfique qu’un rendement inférieur ? La
solution miracle n’existe pas. Vous sacrifiez toujours quelque chose en essayant
d’apporter une amélioration."





DES QUESTIONS ENCORE EN SUSPENS

De manière surprenante, cette étude a révélé que les deux espèces végétales
utilisaient des systèmes de régulation très différents pour contrôler le même
gène. Cette différence serait liée à la refonte et à l’amélioration génétiques
survenues au cours d’une évolution massive de 125 millions d’années.

Ce qui s’est passé est une énigme. "On ne peut pas remonter à l’ancêtre commun
[des tomates et des plantes à fleurs], car il n’existe plus. Il est difficile de
dire quel était l’état d’origine et comment les choses ont évolué, poursuit
Danielle Ciren. L’explication la plus simple est qu’il existerait un élément
régulateur qui aurait été conservé dans une certaine mesure et qui a été modifié
de manière subtile [chez l’une des espèces]. C’est un peu inattendu."



Ce qui est certain, c’est que la régulation génétique n’est pas uniforme entre
les espèces végétales. La découverte de ces différences génétiques pourrait
contribuer à rendre l’ingénierie du génome des cultures plus prévisible à
l’avenir. Ce serait une victoire du point de vue de la science, mais également
pour les sélectionneurs de plantes et les agriculteurs.

Les implications de cette recherche sont considérables : si les chercheurs
parvenaient à percer les secrets de la non-uniformité de la régulation génétique
entre les espèces végétales, notre approche de l’ingénierie du génome des
cultures en serait modifiée.



GEO (avec 6medias)
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© Getty Images / Alexander Spatari





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