Comment les plantes protègent leur ADN dans l’espace

Une étude de la NASA publiée en 2019 a comparé les changements biologiques chez les astronautes jumeaux identiques Scott et Mark Kelly. Scott a passé un an sur la Station spatiale internationale (ISS) tandis que Mark est resté sur Terre. Parmi les différences observées, les télomères de Scott se sont allongés pendant son séjour dans l’espace et ont raccourci une fois de retour sur Terre. Cette découverte a intrigué de nombreux chercheurs, dont Dorothy Shippen, biologiste des télomères végétaux à la Texas A&M University. Les changements des télomères en réponse à l’environnement peuvent influencer la survie d’un organisme sous stress, ce qui est essentiel pour les futurs voyages spatiaux de longue durée et les défis agricoles actuels sur Terre.

Bien que les plantes aient déjà été envoyées vers l’ISS à plusieurs reprises, les effets des vols spatiaux sur les télomères végétaux étaient encore méconnus jusqu’à récemment. Dorothy Shippen et Borja Barbero Barcenilla ont donc décidé d’étudier le maintien des télomères chez Arabidopsis thaliana cultivée à bord de l’ISS. Leurs derniers travaux, publiés dans Nature Communications, ont montré que les semis spatiaux avaient augmenté l’activité de la télomérase, l’enzyme responsable de l’allongement des télomères. Cependant, contrairement aux astronautes humains, les plantes de l’ISS n’ont montré aucun changement dans la longueur des télomères.

L’étude sur les jumeaux astronautes a été une source d’inspiration pour ces chercheurs, mais ils n’avaient pas accès à l’envoi de plantes dans l’espace. Ils ont donc contacté la NASA pour savoir s’il existait des échantillons végétaux qu’ils pourraient analyser. Ils ont ainsi pu collaborer avec Sarah Wyatt, une biologiste moléculaire végétale de l’Université de l’Ohio, et Susan Bailey, biologiste du cancer par rayonnement de la Colorado State University, qui ont participé à l’étude NASA Twins. Ils ont collecté des données à partir de matériel existant et ont également obtenu des échantillons supplémentaires lors d’un autre vol.

Le travail avec les échantillons de l’ISS a présenté plusieurs défis logistiques. Il y avait de nombreuses plaques de gélose Arabidopsis à préparer en peu de temps, puis il a fallu séparer les pousses des racines, ce qui était compliqué en raison de la microgravité. Malgré ces difficultés, les chercheurs ont réussi à mener leurs expériences et ont été fascinés par le fait que les plantes de l’ISS présentaient une induction de la télomérase sans allongement des télomères. Cela signifie que la longueur des télomères et l’activité de la télomérase sont découplées, ce qui est différent de ce qui se passe chez les humains.

Cette découverte a conduit les chercheurs à penser que la télomérase pourrait avoir des rôles supplémentaires, ce qui est une idée controversée dans le domaine. Ils prévoient donc de mener d’autres expériences pour approfondir cette question.

En résumé, l’étude de la NASA sur les jumeaux astronautes a inspiré Dorothy Shippen et Borja Barbero Barcenilla à étudier les télomères végétaux de l’ISS. Leurs recherches ont montré que les plantes de l’ISS présentaient une induction de la télomérase sans allongement des télomères, ce qui soulève des questions sur les fonctions de la télomérase au-delà de la maintenance de la longueur des télomères.
Source : https://www.the-scientist.com/news/how-plants-protect-their-dna-in-space-71603