Quelques mots en français

Comprendre comment et par quels mécanismes les plantes perçoivent la gravité terrestre est fondamental pour appréhender son rôle dans le maintien de la posture des plantes face à un environnement changeant.

 

Les recherches menées par l’équipe de chercheurs portent sur la compréhension des mécanismes de la perception de la gravité dans les racines. Ces recherches ont amenée l’équipe à concevoir un projet spatial qui vient enfin de se concrétiser. Soutenu par l’ESA (Agence Spatiale Européenne) et le CNES (Centre nationale des Etudes Spatiales), l’expérience spatiale Gravi-2 est maintenant en place au sein de la Station Spatiale Internationale, ISS.

 

Parmi les stimuli perçus, le facteur « gravité » est une force incontournable de l’environnement terrestre. Il joue un rôle essentiel dans l’orientation de la croissance des plantes (le gravitropisme), offrant l’avantage unique aux racines de pénétrer dans le sol et d’ y puiser les éléments minéraux et aux organes aériens de croître verticalement. La gravité a donc un rôle crucial dans le contrôle de la posture des tiges et dans la progression des racines dans le sol.

À l’origine de la perception de la gravité se trouvent des cellules, appelées statocytes et qui, dans le cas des racines, sont localisées dans la pointe racinaire. Ces cellules ont la particularité de posséder de volumineux amyloplastes (organites cellulaires riche en amidon) dont la densité est supérieure à celle du cytoplasme environnant, ce qui provoque leur sédimentation sous l’effet de la pesanteur. Si l’on modifie l’orientation de la racine par rapport à la gravité ou l’intensité de la gravité (obtenue en micropesanteur), la répartition des amyloplastes changent. Par ailleurs, il a été mis en évidence que les mouvements de ces organites ont une influence sur l’homéostasie du calcium des cellules.

Objectif de l’expérience Gravi-2 :

Afin de bien d’élucider les mécanismes de perception de la gravité, un point important est de déterminerle seuil de la sensibilité gravitropique. La détermination de ce seuil est impossible sur terre, où le facteur gravité est omniprésent.

L’expérience spatiale précédente, Gravi-1 a permis de l’estimer à 2.0×103g (Driss-Ecole et al, 2008). L’objectif de Gravi-2 est de relier cette valeur à des mécanismes cellulaires dont l’homéostasie du calcium cytosolique.

L’expérience Gravi-2 conduira aussi à mieux comprendre les processus qui résultent d’un changement de la répartition des amyloplastes.

Scénario de l’expérience :

Des graines de lentille ont été placées dans des unités expérimentales dans le laboratoire-partenaire à Toulouse (GSBMS), puis ont été envoyées par l’ESA au Kennedy Space Center aux Etats Unis. Elles ont ensuite été embarquées à bord d’une capsule Dragon du lanceur Falcon9 au cours de la mission SpaceX-3. Les unités expérimentales contenant les graines de lentille sont maintenant stockées dans une enceinte thermostatée, en microgravité contrôlée, dans ISS. L’hydratation des graines et l’installation des unités expérimentales seront bientôt effectuées par l’astronaute américain, Rick Mastracchio.

Après près de 30 heures de croissance, les jeunes germinations seront soumises à des accélérations de 5×10-3 g à 2 g, conduisant à un déplacement des amyloplastes.A la suite de l’application de l’une de ces stimulations, une fixation chimique sera déclenchée automatiquement. A l’issue du vol spatial, les unités expérimentales seront acheminées au GSBMS à Toulouse puis au PIAF où l’équipe scientifique débutera la phase d’analyses. La distribution des amyloplastes, la localisation des protéines affines du calcium, la compartimentation du calcium libre, ainsi que l’expression de gènes-candidats au sein des cellules de la coiffe seront analysées.

Contact : Valérie Legué, UMR INRA/UBP PIAF

Valerie.legue@univ-bpclermont.fr


Le décollage de la fusée

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