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Des défenses de mitochondries animales découvertes dans des plantes

Des scientifiques de l'EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) ont découvert que le mécanisme utilisé par les mitochondries pour défendre les cellules des mammifères contre un stress qui endommage les protéines existait aussi chez les plantes.

Les mitochondries sont des organites cellulaires qui jouent un rôle central dans le maintien de la santé de la cellule, dite aussi homéostasie. L'une des manières de fonctionner des mitochondries consiste à récolter de l'énergie par phosphorylation oxydative, dans laquelle diverses enzymes de la mitochondrie relâchent de l'énergie pour produire la molécule ATP, la « monnaie énergétique » de la cellule, qui peut être utilisée dans d'autres processus. C'est pourquoi les mitochondries sont souvent décrites comme la « centrale électrique » de la cellule.

La plupart des protéines mitochondriales sont encodées par l'ADN dans le noyau de la cellule. Toutefois, les mitochondries contiennent aussi un peu de leur propre ADN, qui encode également certaines de leurs protéines. En raison de cette double origine, les mitochondries sont sujettes au stress protéotoxique : il s'agit de différents facteurs qui endommagent la production, le repliement et la structure 3D des protéines mitochondriales, affectant ainsi leur fonction.

Les mitochondries maintiennent la santé de leurs protéines (ou « protéostasie ») au travers d'un réseau complexe de contrôle de qualité de protéines chaperons et d'enzymes protéases. Un exemple en est la réponse protéine dépliée mitochondriale (UPRmt), qui décrit une séquence d'actions de réparation déclenchées lorsqu'une protéine mitochondriale est dépliée ou mal pliée, et que les protéines chaperons sont incapable de la prendre en charge.

L' UPRmt, pour l'essentiel, synchronise un certain nombre d'actions mitochondriales et nucléaires pour assurer la protéostasie mitochondriale et on sait qu'elle joue un rôle dans le métabolisme et le vieillissement des cellules des mammifères. Toutefois, les scientifiques ne savaient pas qu'elle existait aussi chez les plantes.

Ces travaux ont permis de montrer que l' UPRmt se produit aussi chez les plantes en réponse à un stress protéotoxique. Les scientifiques ont étudié une petite plante eurasienne, Arabidopsis thaliana, utilisée depuis le début du XXe siècle comme organisme modèle pour étudier la génétique, l'évolution et le développement des plantes.

Les chercheurs ont utilisé de la doxycycline, un antibiotique qui bloque la traduction des gènes dans les mitochondries, pour induire un stress protéotoxique dans les mitochondries de la plante. Ils ont ainsi découvert qu'elle activait une UPRmt spécifique aux plantes et retardait la croissance des cellules des plantes ainsi que leur vieillissement biologique.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

EPFL

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