Les réseaux complexes et les voies de signalisation qui équipent les plantes pour faire face aux défis environnementaux dans les environnements terrestres se sont développés au cours de l'évolution. L'exposition des plantes à de nouveaux environnements présente des opportunités pour comprendre comment les plantes s'adaptent aux conditions extérieures à leur expérience évolutive. Le vol spatial est l'un de ces environnements et comprendre comment les plantes fonctionnent en dehors des limites de la Terre fait également partie intégrante de l'exploration spatiale. Les plantes réagissent aux vols spatiaux d'une manière qui dépend de l'espèce, de l'écotype, de la génétique et même des organes. L'impact physiologique des vols spatiaux se reflète dans les schémas d'expression des gènes. Par exemple, cultivés dans l'espace Arabidopsis les racines ont tendance à être plus petites, ont moins de racines latérales et un développement des poils absorbants plus court que leurs témoins terrestres. Des aspects de ces morphologies dans l'écotype Columbia (Col-0) suggèrent une relation entre la régulation à la baisse de plusieurs gènes de peroxydase dans les vols spatiaux.
Dans une récente étude de Chanter et al. et publié dans AoBP, un gène de fonction inconnue induit par les vols spatiaux a été étudié pour son implication potentielle dans les fonctions liées aux ROS dans Arabidopsis racines. Leur analyse de la différence Arabidopsis les plantes réagissent à l'espace a abouti à la découverte d'un gène jusque-là non caractérisé (OMG1), qui a été constamment induite dans l'espace. Cette recherche a révélé que OMG1 appartient à la famille des protéines CONSTANS-Like et est impliquée dans le maintien de la voie des espèces réactives de l'oxygène, qui semble être une caractéristique importante de l'adaptation physiologique des plantes à l'environnement des vols spatiaux. Il montre également que les expériences de vols spatiaux peuvent être utilisées comme plate-forme pour découvrir de nouvelles fonctions génétiques et fournir de nouvelles informations sur la biologie des plantes terrestres.
Chercheur en vedette
La Dre Anna-Lisa Paul est professeure-chercheuse au département des sciences horticoles de l'Université de Floride, dans le programme de biologie moléculaire et cellulaire des plantes. Paul est un biologiste moléculaire végétal qui s'intéresse à la façon dont les plantes réagissent au stress abiotique, en particulier au niveau de l'expression des gènes. Les lieux associés aux vols spatiaux offrent l'occasion d'explorer les réponses génomiques des plantes à un nouvel environnement ; une qui est en dehors de l'expérience évolutive des organismes terrestres. Cette plate-forme unique présente un contexte grâce auquel des stratégies adaptatives au niveau de l'expression génique peuvent être observées lorsqu'elles sont adoptées pour faire face à un stress. de novo. Paul et son collègue Robert Ferl ont lancé et analysé dix expériences de vol spatial entre 1999 et 2018, qui ont principalement exploré les effets de l'environnement du vol spatial sur les modèles d'expression génique et de transduction du signal dans la plante modèle. Arabidopsis thaliana.
Les recherches actuelles se concentrent sur l’évaluation des réponses épigénomiques des Arabidopsisà l'environnement des vols spatiaux. Paul a également servi la communauté de la biologie spatiale en tant que rédacteur en chef de la revue Gravitational and Space Research, en tant que membre du comité d'examen permanent de l'ISS, au sein du GeneLab Science Council et en tant que président de l'American Society for Gravitational and Space Research. .
