Les plantes semblent enfreindre les règles de la biochimie en prenant des “décisions secrètes”

Des chercheurs viennent de découvrir un processus jusque-là inconnu qui donne un sens aux « décisions secrètes » que prennent les plantes lorsqu’elles libèrent 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 de la photosynthèse qu’elles conservent pour construire la biomasse en utilisant un canal métabolique”, a déclaré Harvey Millar, biochimiste des plantes à l’Université d’Australie occidentale, à ScienceAlert.

“Cela se produit juste avant qu’ils ne décident de brûler un composé appelé pyruvate pour fabriquer et libérer du CO₂ retour à l’atmosphère.”

Si vous repensez à la biologie du lycée, vous vous souviendrez peut-être que lors de la photosynthèse, les plantes fabriquent du sucre ou du saccharose. La plante produit généralement un excès de saccharose; certains sont stockés, certains sont dégradés. 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 compte 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 pour l’énergie produit du carbone en tant que déchet, c’est donc à ce stade que la «décision» est prise dans l’usine.

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

“Vous pouvez le brûler et libérer du CO₂ou vous pouvez l’utiliser pour fabriquer des phospholipides, des huiles végétales stockées, des acides aminés et d’autres choses dont vous avez besoin pour fabriquer de la biomasse.”

La découverte a eu lieu alors que je travaillais sur un organisme modèle végétal classique appelé cresson de Thale (Arabidopsis Thaliana). Les chercheurs, dirigés par le scientifique moléculaire des plantes de l’Université d’Australie-Occidentale Xuyen Le, ont marqué le pyruvate avec du C13 (un isotope du carbone) pour suivre où il était déplacé pendant le cycle de l’acide citrique, et ont découvert que le pyruvate de différentes sources était utilisé différemment.

Cela signifie que la plante peut en fait suivre la source du pyruvate et agir en conséquence, en choisissant soit de le libérer, soit de le conserver à d’autres fins.

“Nous avons découvert qu’un transporteur sur les mitochondries dirige le pyruvate vers la respiration pour libérer du CO₂mais le pyruvate fabriqué d’autres manières est conservé par les cellules végétales pour construire la biomasse – si le transporteur est bloqué, les plantes utilisent alors le pyruvate d’autres voies pour la respiration”, a déclaré Le.

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

Cette capacité à prendre des décisions, suggère l’équipe, enfreint 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 enfreint ces règles en révélant des réactions qui ne se comportent pas comme ça, mais sont des décisions définies dans des processus métaboliques qui sont à l’abri d’autres réactions”, explique Millar.

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

Bien que les plantes soient de merveilleux réservoirs de CO₂ – les forêts à elles seules stockent environ 400 gigatonnes de carbone – pas toutes les molécules de CO₂ absorbée par les plantes est ensuite conservée. Environ la moitié du dioxyde de carbone absorbé par les plantes est rejetée dans l’atmosphère.

Être capable d’amener les plantes à stocker un peu plus de dioxyde de carbone dans ce processus pourrait être un moyen fascinant d’aider nos malheurs liés au changement climatique.

“Alors que 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 de la nourriture pour notre santé, mais aussi si elles peuvent être de bons réservoirs de carbone pour la santé de l’atmosphère que nous avons tous. dépendent », a déclaré Millar à ScienceAlert.

Une telle pérennité est encore à venir, car les chercheurs viennent tout juste de découvrir ce processus biochimique en retard. Mais si nous pouvons détourner la façon dont les plantes prennent des décisions sur le stockage du carbone, cela pourrait être une pièce du plus grand puzzle de l’atténuation du changement climatique.

La recherche a été publiée dans Plantes naturelles.