L’Odyssée Évolutive et les Adaptations de ZAR1 : Le Gardien des Plantes
Imaginez un système immunitaire végétal qui protège les plantes depuis l’époque des dinosaures. Cela semble fascinant, n’est-ce pas ? Eh bien, c’est exactement ce que nous avons découvert à propos d’un récepteur immunitaire végétal appelé ZAR1. Dans notre récente étude, nous avons plongé dans l’histoire évolutive de ZAR1 et avons révélé des découvertes intrigantes.
ZAR1 est un type spécial de récepteur immunitaire connu sous le nom de NLR, qui aide les plantes à se défendre contre les agents pathogènes. Ce qui est remarquable, c’est que tandis que la plupart des NLR évoluent rapidement, même au sein de la même espèce, ZAR1 est resté étonnamment conservé pendant des millions d’années. Il trace ses origines jusqu’à la période jurassique, il y a environ 220 à 150 millions d’années, lorsque les plantes à fleurs commençaient tout juste à émerger.
En analysant les séquences génétiques de diverses espèces végétales, nous avons découvert que ZAR1 avait été transmis de génération en génération, et nous avons identifié 120 versions similaires de ZAR1 dans 88 espèces différentes. Parmi elles, on compte des plantes telles que Colocasia esculenta, Cinnamomum micranthum et Aquilegia coerulea. De manière intéressante, ZAR1 conserve des caractéristiques essentielles qui lui permettent de reconnaître les agents pathogènes nuisibles et de déclencher la mort cellulaire, un mécanisme de défense contre les envahisseurs.
Nous avons également réalisé des expériences pour mieux comprendre le fonctionnement de ZAR1. Nous avons découvert que ZAR1 avait évolué pour s’associer à une autre protéine appelée RLCK, qui contribue à activer la réponse immunitaire. Les RLCK et ZAR1 travaillent efficacement ensemble depuis l’époque des dinosaures.
En plus de ses racines anciennes, ZAR1 a connu des évolutions intéressantes au fil du temps. Par exemple, chez le manioc et le coton, ZAR1 porte un domaine supplémentaire appelé thioredoxine-like, qui pourrait fournir des fonctions de protection supplémentaires. Nous avons également constaté que ZAR1 avait donné naissance à de nouvelles versions avec des domaines intégrés et des caractéristiques modifiées dans certaines espèces végétales.
Dans l’ensemble, notre étude met en lumière le parcours unique de ZAR1 à travers des millions d’années d’évolution végétale. Alors que d’autres récepteurs immunitaires ont souvent tendance à dupliquer et à développer leurs gènes, ZAR1 est resté relativement stable. Cependant, il a également connu des adaptations fascinantes, acquérant de nouvelles fonctions et des variations dans certaines lignées de plantes.
Comprendre l’histoire évolutive des récepteurs immunitaires comme ZAR1 offre des perspectives précieuses sur les mécanismes de défense complexes des plantes. Cela éclaire la manière dont les plantes se sont protégées pendant des millions d’années et comment elles continuent à s’adapter aux environnements changeants. Étudier ces gardiens anciens peut nous aider à élaborer des stratégies pour renforcer la santé des plantes et protéger nos cultures face à des agents pathogènes en constante évolution.
Alors, la prochaine fois que vous regarderez une plante, rappelez-vous qu’elle renferme en elle un ninja silencieux et antique comme ZAR1, se tenant fièrement pour défendre son royaume contre des envahisseurs invisibles.
Lisez l’article : Hiroaki Adachi, Toshiyuki Sakai, Jiorgos Kourelis, Hsuan Pai, Jose L Gonzalez Hernandez, Yoshinori Utsumi, Motoaki Seki, Abbas Maqbool, Sophien Kamoun, NLR jurassique : Caractéristiques évolutives conservées et dynamiques du récepteur immunitaire atypiquement ancien ZAR1, The Plant Cell, Volume 35, 3662–3685.
Lisez le commentaire : Ching Chan, Tracing the evolution of the ZAR1 resistosome back to the Jurassic era, The Plant Cell, Volume 35, 3629–3630.
Plus d’informations sur EVO-MPMI : Schornack, Sebastian et Kamoun, Sophien. (2023). EVO-MPMI : De la science fondamentale aux applications pratiques. Zenodo https://doi.org/10.5281/zenodo.8030196.
Remerciements
Nous remercions le Premier Ministre du Royaume-Uni pour avoir annoncé un ordre de confinement le 23 mars 2020. Cette publication a été rédigée avec l’aide de ChatGPT.
Cite as
Adachi, Hiroaki, Sakai, Toshiyuki, & Kamoun, Sophien. (2023). L’Odyssée Évolutive et les Adaptations de ZAR1: Le Gardien des Plantes. https://doi.org/10.5281/zenodo.8386893
