Programmes de financement ERC : Changer le paradigme de la phytologie
Chaque année, l'attente est grande lorsque le Conseil européen de la recherche (ERC) publie la liste des scientifiques qui ont reçu des bourses prestigieuses pour développer leurs idées novatrices. Depuis 2007, cette organisation de financement de l'UE soutient des scientifiques exceptionnels pour mener à bien des projets de pointe dans n'importe quel domaine de recherche - des sciences physiques et de l'ingénierie aux sciences de la vie et aux sciences sociales et humaines - visant à repousser les frontières de la connaissance humaine et à s'attaquer au grands défis sociétaux du XXIe siècle.
Ce dispositif de financement compétitif* (avec un taux de réussite estimé à 15 %) atteint désormais un budget total de 2,172 XNUMX millions d'euros. Outre l'excellence scientifique, les candidats talentueux doivent également démontrer que leurs propositions sont créatives mais réalisables. Mais quelles sont les clés du succès ?
Botany One rencontré Débora Gasperini, une scientifique des plantes qui a récemment remporté une bourse ERC consolidator de 2 millions d'euros pour son projet de recherche sur les stratégies de défense que les plantes utilisent contre les attaques d'agents pathogènes et les dommages physiques. Plus précisément, son équipe étudiera le mécanisme d'action de la phytohormone jasmonate, qui maintient l'équilibre entre la croissance des plantes et la réponse au stress.
Bonjour Debora, pouvez-vous nous en dire plus sur votre parcours personnel et scientifique ?
Bonjour, lecteurs Michela et Botany One ! Je viens d'une petite ville croate sur la côte adriatique istrienne, où les héritages slaves, italiens et austro-hongrois fusionnent et s'enrichissent mutuellement. Les enseignants nous ont encouragés à célébrer nos différents horizons, une attitude encore renforcée au United Word College of the Adriatic (Duino, Italie) qui promeut l'éducation, l'unité et le respect entre les nations et les cultures. Lors d'un voyage scolaire, la vue d'un gel d'ADN coloré au bromure d'éthidium sous lumière UV a révélé à mon adolescent que travailler dans un laboratoire de biologie moléculaire était un must absolu. J'ai donc obtenu un BSc en Biologie et un MSc en Génomique Fonctionnelle de l'Université de Trieste (Italie). Au départ, j'étais captivé par l'immunologie, mais après avoir réalisé que travailler avec des animaux ou des cultures cellulaires n'était pas pour moi, J'ai développé une profonde passion pour la biologie végétale.
Un doctorat en Simon Griffiths laboratoire du Centre John Innes (JIC, Norwich, Royaume-Uni) m'a permis d'apprécier des traits génétiques complexes en étudiant la base de la variation de la hauteur du blé. j'ai alors rejoint Le laboratoire d'Edward Farmer à l'Université de Lausanne (Suisse) en postdoc pour étudier la signalisation des plaies végétales, avant de fonder mon propre groupe de recherche («Signalisation Jasmonate”) à l'Institut Leibniz de biochimie végétale de Halle (Allemagne) en 2016. Les membres de l'équipe étudient les mécanismes d'action de la phytohormone Jasmonate, un régulateur des réponses de défense des plantes qui joue un rôle clé dans la protection contre les insectes herbivores, les agents pathogènes nécrotrophes et les blessures.
Les plantes aussi ont des hormones… comment vous êtes-vous intéressé à ce sujet ?
Pendant mon doctorat, j'étudiais les effets des phytohormones sur l'architecture des plantes, en particulier les gibbérellines qui favorisent l'allongement et la croissance des cellules. Les variétés de blé, de riz et de maïs à haut rendement qui ont transformé le monde au Révolution verte, sont tous des mutants dans la biosynthèse de la gibbérelline ou des gènes de signalisation qui rendent les plantes plus courtes et résistantes à la verse (c'est-à-dire, la courbure de la tige de la plante d'une position verticale au sol). Maintenant, nous cherchons à comprendre le rôle des jasmonates dans l'acclimatation environnementale**.
Les phytohormones sont tout simplement géniales ! Une pincée de l'un ou de l'autre peut complètement transformer la vie d'une plante. Ils sont extrêmement puissants et agissent de manière très sophistiquée. Ce sont des régulateurs maîtres de presque tout, déclenchant des changements massifs à des doses infimes dans des contextes cellulaires très spécifiques.
"Pour moi, les phytohormones sont comme de la magie, les scientifiques essayant de débloquer et d'exploiter leurs super pouvoirs".
Félicitations pour votre bourse ERC récemment attribuée. Dans votre domaine de recherche, que signifie « changer de paradigme » ?
Merci. Notre travail est centré sur la façon dont les plantes perçoivent, transmettent et intègrent les signaux de stress dans le développement basal pour surmonter les menaces telles que les attaques d'agents pathogènes ou les blessures. Plus précisément, nous étudions les aspects fondamentaux de la voie de transduction du signal activée par le jasmonate en utilisant l'espèce modèle Arabidopsis thaliana. Cette hormone essentielle s'accumule dans réponse au stress mais l'activation de la voie JA est souvent corrélée à l'inhibition de la croissance. Fait intéressant, les plantes ont développé des mécanismes complexes pour affiner le compromis existant entre la croissance et la défense.
Les jasmonates bioactifs sont synthétisés à partir d'acides gras polyinsaturés résidant dans les membranes chloroplastiques. Bien que les voies métaboliques et de signalisation soient bien caractérisées, on ne sait toujours pas comment les signaux de dommages sont transmis aux plastes pour initier la production de phytohormones. De plus, la nature du signal transmis n'est toujours pas résolue, malgré ses rôles vitaux dans le maintien de la condition physique des plantes (par exemple, la viabilité et la fertilité).
Il a été proposé que les éliciteurs (c'est-à-dire les composés qui stimulent les réponses de défense) déclenchent l'activation des récepteurs putatifs de la membrane plasmique pour stimuler la production de jasmonate, mais il n'existe actuellement aucune preuve génétique concluante pour étayer cette hypothèse (c'est-à-dire un mécanisme basé sur les ligands).
Curieusement, notre groupe a récemment découvert que des changements dans la turgescence cellulaire induits par la pression osmotique peuvent favoriser la biosynthèse du jasmonate (Mielke et coll., 2021). Cette découverte suggère que la transmission de signaux mécaniques à travers les tissus et les compartiments cellulaires peut entraîner l'initiation de la biosynthèse hormonale. En d'autres termes, les changements de pression de turgescence peuvent conduire à des changements biophysiques des membranes plastidiales qui augmentent l'accessibilité du substrat aux enzymes de biosynthèse préexistantes. Mon équipe et moi-même sommes impatients de tester de nouvelles hypothèses passionnantes au cours des prochaines années. La bourse ERC va maintenant nous permettre de vérifier ce changement de paradigme en utilisant une variété d'approches interdisciplinaires.
Avec le recul, comment imaginiez-vous votre carrière scientifique lorsque vous étiez doctorant ?
J'ai commencé un doctorat parce que j'aimais mener des expériences en laboratoire et que j'avais hâte d'en apprendre le plus possible sur la génétique des plantes. Ces raisons étaient peut-être naïves car je n'avais pas une idée claire de ce qu'il fallait faire après, ni si j'étais assez bonne pour rêver plus grand, mais à l'époque elles étaient tout ce qui comptait. Être intégré dans un environnement de doctorat ambitieux mais favorable m'a aidé à penser de manière plus critique, mais j'avais encore besoin de gagner en confiance. Comme pour de nombreux doctorants, certaines journées ont été plutôt intenses. Assister à plusieurs cours de carrière disponibles à l'école doctorale a été instructif, mais n'a pas aidé à clarifier mon esprit.
La décision de poursuivre une carrière universitaire s'est concrétisée lors de la rédaction de la thèse. J'ai découvert que j'appréciais profondément le processus d'écriture. Cela m'a donné l'envie de continuer avec un poste postdoctoral dans un environnement favorisant la créativité et l'indépendance. En repensant à ces années de doctorat, je les considère désormais comme parmi les plus décisives pour la construction du caractère et de la résilience.
Pour l'avenir, comment avez-vous envisagé les avancées dans votre domaine de recherche dans 10 ans ?
La découverte des mécanismes moléculaires et biophysiques régissant l'élicitation du jasmonate permettra non seulement de faire progresser notre compréhension de la biologie des phytohormones de stress et de l'acclimatation des plantes, mais aussi d'élargir nos connaissances sur la mécano-détection et l'osmo-détection des plantes. Je suis également enthousiasmé par le décodage des rôles spécifiques au type de cellule de la voie du jasmonate dans la défense et l'acclimatation au stress, car ils peuvent offrir des opportunités intéressantes pour exploiter les découvertes fondamentales aux espèces de cultures économiquement pertinentes.
En plus d'approfondir les connaissances grâce à nos recherches, j'ai hâte de travailler aux côtés de jeunes scientifiques et de les aider à atteindre leur plein potentiel. Nourrir une communauté diversifiée de futurs leaders est essentiel pour promouvoir des idées créatives avec lesquelles relever les défis qui se présentent.
Liens
Programme de travail du CER 2023
Anderson, JT (2016) "La forme physique des plantes dans un monde en évolution rapide, " New Phytologist, 210(1), p. 81–87. Disponible à: https://doi.org/10.1111/nph.13693.
Mielke, S., Zimmer, M., Meena, MK, Dreos, R., Stellmach, H., Hause, B., Voiniciuc, C. et Gasperini, D. (2021) »La biosynthèse du jasmonate résultant de parois cellulaires altérées est provoquée par une compression mécanique induite par la turgescence, " Science Advances, 7(7), p. eabf0356. Disponible à: https://doi.org/10.1126/sciadv.abf0356.
