Découverte d’une voie de détection et de signalisation du phosphate dans les plantes

Les cellules ont besoin de quantités suffisantes de l’élément phosphore pour fabriquer leurs membranes et pour stocker et copier l’information génétique. Le phosphore est absorbé par les cellules sous forme de phosphate inorganique, une molécule de signalisation et une « monnaie » énergétique importante. Alors que nous absorbons des quantités suffisantes de phosphate avec notre alimentation, les plantes doivent mobiliser et absorber le phosphate du sol, où il est peu disponible. Le phosphate limite donc la croissance des plantes, et les engrais phosphatés doivent être utilisés pour maximiser le rendement des cultures. La façon dont les cellules végétales mesurent les niveaux de phosphate cellulaire et dont elles décident si et quand elles doivent absorber plus de phosphate est mal comprise.

Le laboratoire Hothorn a déjà montré que les pyrophosphates d’inositol riches en phosphate sont des messagers de nutriments dans les plantes et a identifié les domaines SPX comme leurs récepteurs cellulaires. Dans une nouvelle étude, les laboratoires Hothorn, Hiller (Biozentrum Basel) et Fiedler (FMP Berlin) rapportent maintenant que les pyrophosphates d’inositol contrôlent l’activité du facteur de transcription PHOSPHATE STARVATION RESPONSE 1 (PHR1). Lorsqu’il y a suffisamment de phosphate dans la cellule, les pyrophosphates d’inositol se lient au récepteur SPX qui, à son tour, se lie au PHR1, le maintenant sous une forme isolée incapable d’activer l’expression génique. Lorsque le phosphate devient limitant, les pyrophosphates d’inositol sont moins abondants, le complexe SPX – PHR1 se dissocie et le facteur de transcription libre peut interagir avec lui-même et activer l’expression des gènes impliqués dans l’absorption du phosphate. Ce mécanisme de signalisation peut maintenant être exploité pour le développement de cultures tolérant des environnements pauvres en phosphate et qui nécessiteraient donc moins d’engrais phosphatés.

L’article a été publié dans Nature Communications, le 15 janvier 2021.