Nous étudions les racines des plantes en observant leurs stades de développement, leurs conditions physiologiques et leur biologie cellulaire. L'avènement de protéines fluorescentes et la puissance de la microscopie confocale nous ont permis de suivre les processus de développement tels que la division cellulaire, l'allongement, la différenciation et les modifications des réponses hormonales vitales. Les processus rapides comme le gravitropisme et le phototropisme sont vraiment difficiles à suivre avec précision. Dans ces cas, il est indispensable de suivre les racines des plantes dans le temps. Jusqu'à présent, des techniques microscopiques adaptées nous ont permis de monter les échantillons en position horizontale. Cela peut cependant entraver la croissance régulière des racines et affecter le gravitropisme. De plus, une racine de plante pousse en continu, ce qui rend difficile le suivi de sa croissance dans le temps, car la mise au point du microscope doit être ajustée manuellement.
De l'étude de la plante modèle Arabidopsis thaliana, nous savons que des données spatiales et temporelles sont nécessaires pour expliquer tout phénomène de développement racinaire. Un nombre substantiel de gènes qui sont actifs au cours de certains stades de développement ont des modèles d'expression spatiale spécifiques. Par exemple, Commutateur de cycle cellulaire 52A 1 (CSS52A1) s'exprime exclusivement dans la zone de transition, mais ne s'exprime pas du tout dans la région méristématique. Les événements importants nécessitent des observations temporelles sur un certain temps, par exemple le gravitropisme (minutes), la division cellulaire (heures) et la différenciation (jours).
Jiri Friml et son équipe essayé de résoudre ces problèmes. Ils viennent de publier (Wangenheim et coll., 2017) leur nouvelle approche microscopique ainsi qu'un programme basé sur MATLAB®, Traqueur de pourboires, dans bioRxiv (et maintenant eLife). Ce nouveau système aidera les chercheurs à suivre la croissance verticale des extrémités des racines grâce à l'imagerie accélérée, et à reconstruire la trajectoire de chaque extrémité et à calculer la croissance racinaire au fil du temps. Ils ont utilisé le marqueur de la membrane plasmique, UBQ10::YFP-PIP1;4, pour confirmer l'efficacité du logiciel, KNOLLE, spécifique de la plaque cellulaire, pour observer la division cellulaire, et le marqueur de réponse auxine DII Venus pour suivre le gravitropisme. De plus, ils ont testé cette approche sur des espèces non végétales, comme des embryons de poisson zèbre.
Il s'agit d'une excellente plateforme pour étudier en profondeur le développement racinaire des plantes. TipTracker est également compatible avec divers programmes de microscopie commerciaux. Le plus intéressant est que le code source est accessible au public. Ainsi, tout laboratoire ou particulier peut le modifier et l'intégrer à son système.
