L'odeur du gazon fraîchement coupé, le parfum délicat de la sève de citronelle, autant d'effluves agréables qui sont en fait des systèmes de défense mis au point par les plantes. Des armes qu'une équipe internationale pense pouvoir améliorer par une modification génétique infime.
Une stratégie vieille comme les plantes
C'est un classique des dessins animés de Tex Avery. Quand la souris Jerry souhaite voir déguerpir Tom, elle attire, avec un os, le bulldog du voisin, autrement dit le prédateur naturel du chat. Une stratégie vieille comme le monde... ou, ad minima, comme les plantes.
Car, lorsque les végétaux, ces organismes incapables de fuire, se font ratiboiser ou brouter par un herbivore, ils tentent de contre-attaquer. Non pas à grands coups de bec ou de griffes, mais avec de petites molécules chimiques volatiles, les GLV (Green Leaf Volatiles). Ce sont ces molécules qui confèrent au gazon fraîchement tondu cette odeur si caractéristique. A quoi servent-elles ? D'abord, à attirer les prédateurs de leurs assaillants. Elles sont de fait l'équivalent de l'os pour le bulldog de Tex Avery.
Au-delà, elles servent aussi à alerter les plantes voisines qu'une attaque d'herbivores a débuté dans le secteur. Comme les plantes possèdent toutes des récepteurs à GLV à la surface de leurs feuilles, en cas de détection, elles peuvent se mettre à sécréter, à leur tour, des GLV. L'objectif est bien sûr d'amplifier le signal chimique et d'attirer davantage de prédateurs dans les parages. Mais ce n'est pas tout, car en réponse à ce signal d'alerte, certaines espèces de plantes peuvent aussi se mettre à synthétiser des toxines, histoire d'empoisonner leurs éventuels assaillants.
Des molécules presque jumelles
Mais alors, en augmentant les quantités de GLV synthétisées par les végétaux, pourrait-on doper ce système de défense et créer un nouveau type de lutte biologique ? C'est en tout cas ce que propose une équipe internationale.
"Nous avons eu cette idée par hasard, explique Pierre Nioche, chercheur à l'Inserm* et co-auteur de l'étude parue dans Nature. Les GLV sont produites quand une protéine particulière est coupée par une enzyme appellée HPL. Or, cette même protéine - ce même substrat - peut être coupée par un autre groupe d'enzymes : les AOS. Elle donne alors naissance, non plus à des GLV, mais à des hormones impliquées dans la fertilité des plantes. Or, il y a trois ans, nous nous sommes aperçus que ces enzymes, les AOS et les HPL, sont quasiment identiques en séquence." D'un point de vue évolutif, la découverte est intéressante. Mais au-delà, cette trouvaille a donné une idée aux chercheurs.
* Equipe Pharmacologie, toxicologie et signalisation cellulaire
Forcer l'évolution
Comme les enzymes AOS et HPL sont quasi identiques, serait-il possible de détourner, via une petite modification génétique, une partie de la voie de synthèse des AOS, de façon à produire davantage HPL, et donc davantage GLV ? Réponse : oui, au moins chez la plante modèle Arabidopsis*. L'équipe a montré qu'en changeant un seul acide aminé d'une enzyme AOS, elle pouvait la transformer en HPL. "Pour autant, la plante ne devient pas stérile car elle continue à produire d'autres enzymes AOS ", insiste Pierre Nioche. En théorie, il devrait donc être possible d'améliorer les systèmes de défense des plantes cultivées à l'aide de modifications génétiques bénignes. De futurs travaux devront néanmoins confirmer la faisabilité de cette nouvelle voie de lutte biologique... Ce qui est autrement plus complexe qu'un dessin animé de Tom et Jerry.
* D-S Lee et al., Nature, doi:10.1038/nature07307