Révéler l'horloge circadienne : comment les plantes contrôlent le jour !

Révéler l'horloge circadienne : comment les plantes contrôlent le jour !

Une étude internationale sur le fonctionnement des protéines sensibles à la lumière, appelées cryptochromes, a été récemment publiée. La recherche a été dirigée par le professeur Dr Lars-Oliver Essen de l'Université Philipps de Marburg. L'Université nationale de Taiwan (NTU) et d'autres scientifiques internationaux ont participé activement à l'étude. L'objectif de ces travaux de recherche approfondis est d'élargir la compréhension du rythme jour-nuit et de l'horloge biologique des êtres vivants.

Les résultats montrent que les cryptochromes jouent un rôle clé dans la régulation des rythmes circadiens et des processus dépendants de la lumière chez les plantes, les animaux et d’autres organismes. Fort uni-marburg.de La lumière est convertie en signaux chimiques, ce qui est crucial pour l’horloge interne de nombreux êtres vivants. Cette conversion se produit grâce à des réactions lumineuses complexes.

Mécanismes de perception de la lumière

L'étude a révélé la séquence de réactions déclenchées par l'exposition à la lumière. En particulier, deux mécanismes centraux ont été identifiés : le « commutateur N395/FAD », qui active la voie de protonation (TPP) et stabilise la paire radicale, et le « commutateur D321/Y373 », qui déstabilise l'hélice et initie l'état de signalisation. Ces processus sont essentiels au contrôle des rythmes biologiques complexes dont les organismes ont besoin pour se comporter en harmonie avec leur environnement.

Des études antérieures ont montré que les cryptochromes revêtent une grande importance non seulement chez les animaux, mais aussi chez les plantes. Ces photorécepteurs contenant des flavines sont structurellement similaires aux photolyases, qui réparent l'ADN endommagé par les UV, et se trouvent dans de nombreux organismes, des archées aux bactéries en passant par les plantes et les animaux. Leurs fonctions vont de la régulation des processus tels que la germination et la floraison à l'adaptation aux conditions d'éclairage, mettant en évidence le rôle de l'horloge circadienne.

L’horloge circadienne des plantes est un système interne de chronométrage qui adapte les processus physiologiques au cycle lumière-obscurité. Cette horloge aide les plantes à se préparer aux changements réguliers de leur environnement, comme le jour, la nuit et les saisons. Il influence des processus essentiels, notamment la photosynthèse et le métabolisme, et est synchronisé par les signaux lumineux perçus par divers récepteurs lumineux. Ces mécanismes permettent aux plantes de réguler leurs gènes en fonction du moment de la journée et d'adapter leur développement ( plantresearch.de ).

Importance de la recherche

Les résultats de cette étude ont des implications considérables. Ils pourraient expliquer comment les cryptochromes permettent aux oiseaux d’utiliser des champs magnétiques pour la navigation et proposer de nouvelles approches pour traiter les maladies liées au rythme circadien. Cela implique une meilleure compréhension du fonctionnement de l’horloge circadienne, qui joue un rôle central non seulement chez les plantes mais aussi dans de nombreux organismes vivants.

La recherche a été partiellement financée par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) et par des organismes de financement de Taiwan, du Japon et des États-Unis. Des lasers à électrons libres à rayons X (XFEL) de pointe, disponibles dans quelques endroits seulement dans le monde, ont été utilisés pour créer les instantanés haute résolution qui étaient cruciaux pour les enquêtes. Cela montre à quel point les technologies innovantes peuvent stimuler le progrès scientifique dans l’étude des horloges biologiques.

Cette avancée scientifique remarquable a été publiée dans la revue Science Advances et est disponible sur DOI 10.1126/sciadv.adu7247 être récupéré.