Une actualité familière est celle-ci les biologistes ont trouvé le gène de… Mais parfois, l'histoire est plus compliquée. Carl Procko et ses collègues ont utilisé les outils d'édition génétique CRISPR pour modifier les plantes Venus Flytrap pour la première fois, comme le rapporte Current Biology. En mutant les gènes déclencheurs des cheveux, ils visaient à comprendre comment ces plantes carnivores sentent le contact de leurs proies pour fermer leurs pièges. Comprendre la biologie pourrait permettre de mieux comprendre la signalisation chez de nombreuses plantes.
Les Venus Flytraps ont développé une biologie ingénieuse pour transformer leurs feuilles en pièges pour attraper des insectes proies. Les poils déclencheurs dépassant des feuilles sentent le contact des insectes qui atterrissent. Cela déclenche des signaux électriques qui font que les deux lobes se referment autour de la victime en une fraction de seconde.
Procko et ses collègues ont examiné deux gènes appelés Attrape-mouche 1 et 2. Les gènes semblent être liés au Attrape-mouche de Vénus système de signalisation. Les scientifiques ont décidé d'étudier comment les gènes contribuent aux sens de la plante en les éliminant. Grâce à une méthode d’édition génétique, CRISPR-Cas9, ils ont pu désactiver les gènes et voir ce qui est arrivé aux plantes.
Au début, ils se sont heurtés à un petit problème. Ils ont utilisé une pipette reliée à un micromanipulateur. Grâce à cela, ils pourraient plier les poils déclencheurs de la plante entre 5° et 30°. Ils ont constaté qu'ils ne pouvaient pas faire de différence entre les plantes standards et les mutants sans FLYCATCHER 1. Ce résultat était un problème. Procko et ses collègues écrivent.
L'absence de différence détectable dans mouchec1 Les feuilles mutantes dans notre test tactile sévère peuvent être dues au fait que la déviation des poils déclencheurs est suffisamment grande pour surmonter tout défaut subtil de perte sensorielle. En effet, le déclencheur est extrêmement sensible et peut détecter une déviation angulaire de quelques degrés seulement. Ainsi, pour évaluer plus finement la capacité de la feuille à répondre à une stimulation mécanique, nous avons développé un nouveau test basé sur les ultrasons. Des pièges détachés et ouverts ont été placés avec un lobe de feuille reposant sur un gel à ultrasons au sommet d'un transducteur de 2 cm de diamètre. Une stimulation mécanique a ensuite été appliquée sous la forme d’ondes ultrasonores mécaniques pulsées de pression négative maximale (PNP) croissante jusqu’à ce que le piège se ferme.
Procko et al. 2023/XNUMX/XNUMX
Les résultats ont montré pièges à mouches avec des gènes de cheveux déclencheurs mutés, ils étaient toujours capables de se fermer lorsque les insectes se posaient dessus. Cependant, elles avaient besoin d’impulsions d’ultrasons plus fortes pour se fermer par rapport aux plantes normales. Ceci suggère Attrape-mouche les gènes contribuent à la sensation tactile, mais ne sont pas seuls responsables de celle-ci. Plutôt que Attrape-mouche les gènes étant les gènes des signaux des pièges, il semble y avoir une redondance avec d'autres gènes non identifiés impliqués. Cette redondance est un casse-tête, disent Procko et ses collègues :
Pourquoi le piège à mouches Vénus nécessiterait-il plusieurs canaux ioniques mécanosensoriels pour la détection du toucher des proies ? Des niveaux élevés de redondance entre les canaux mécanosensoriels sont peut-être importants pour générer un système sensoriel robuste nécessaire à la capture des proies. Ce système est important pour favoriser l’acquisition de nutriments dans les sols pauvres en nutriments dans lesquels pousse la plante. En effet, les poils déclencheurs sont extrêmement sensibles et peuvent réagir à la force de très petites proies, comme les fourmis.
Procko et al. 2023/XNUMX/XNUMX
Ces découvertes non seulement dévoilent la biologie du Venus Flytrap, mais démontrent également le potentiel de modifier génétiquement ces carnivores uniques pour la première fois en utilisant CRISPR. Il est peu probable que Procko et ses collègues fassent cela dans l'intention de concevoir des pièges à mouches plus efficaces à l'avenir – à moins qu'ils n'aiment sérieusement les scientifiques du laboratoire voisin. Cependant, le temps de réaction extrême de la signalisation Venus Flytrap permet de tester la façon dont les plantes réagissent à leur environnement.
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Procko, C., Wong, WM, Patel, J., Mousavi, SAR, Dabi, T., Duque, M., Baird, L., Chalasani, SH et Chory, J. (2023) «Analyse mutationnelle des canaux ioniques mécanosensibles dans la plante carnivore Venus flytrap, " Current Biology, 33(15), pages 3257-3264.e4. Disponible à: https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.06.048.
Couverture : Venus Flytrap. Image: canva.
