•  

    Contre le cancer, les promesses...

    du magnolia

     

    Utilisé depuis des siècles dans les médecines traditionnelles chinoise et japonaise pour traiter l'anxiété, l'honokiol, issu de l’écorce de magnolia, agit sur des cellules cancéreuses in vitro et in vivo dans des modèles de souris.

     

     

    Le magnolia fournit de belles fleurs odorantes mais aussi une écorce renfermant une molécule qui semble détruire les cellules cancéreuses. © Marit & Toomas Hinnosaar, Flickr, cc by 2.0

    Le magnolia fournit de belles fleurs odorantes mais aussi une écorce renfermant une molécule qui semble détruire les cellules cancéreuses. © Marit & Toomas Hinnosaar, Flickr, cc by 2.0

     
     

    Les magnolias, appréciés pour leurs grandes fleurs colorées et parfumées, permettront-ils bientôt de combattre le cancer ? C’est ce que suggèrent de plus en plus d’études, dont une de l’université de l’Alabama à Birmingham, qui paraît dans la revue Oncotarget. Dans cette recherche, les scientifiques ont testé l’honokiol, l’un des principaux composés actifs de l’extrait de magnolia. L’honokiol est une molécule biphénolique de formule C18H18O2 présente dans l’écorce et les feuilles de l'arbre. Ses activités biologiques sont variées : anti-inflammatoire, anti-fongique, anti-oxydatif et anti-carcinogénique.

     

    Ici, les chercheurs se sont intéressés plus particulièrement au carcinome de la tête et du cou à cellules squameuses. Dans trois cas sur quatre, ce cancer, dont le taux de survie est de 50 %, serait causé par l’alcool et le tabac. Actuellement, le traitement de ce cancer implique la chimiothérapie et la chirurgie, mais ces interventions sont associées avec une grande toxicité, des résistancesau traitement et des problèmes d’élocution et de déglutition. C’est pourquoi le développement de nouvelles stratégies devient nécessaire.

     

    Les chercheurs ont donc testé l’honokiol sur des lignées cellulaires dérivées de cancers humains de la cavité orale, du larynx, de la langue et du pharynx. Dans tous les cas, le composé avait un effet sur les cellules : les chercheurs ont montré que l’honokiol diminue significativement la viabilité des cellules cancéreuses et induit leur apoptose (leur mort) dans ces différentes lignées.

     

    Le cancer de la tête et du cou à cellules squameuses touche particulièrement des fumeurs
    Le cancer de la tête et du cou à cellules squameuses touche particulièrement des fumeurs. © Julie, Flickr, cc by 2.0

     

    L’honokiol cible le récepteur de l’EGF des cellules cancéreuses

     

    Les chercheurs ont aussi testé l’honokiol sur des tumeurs implantées dans des souris, avec des résultats similaires : l’administration orale d’honokiol (à une dose de 100 mg/kg de poids corporel) a inhibé de manière significative la croissance de cellules cancéreuses greffées chez la souris. Il y avait une induction de l’apoptose, sans signe apparent de toxicité chez les souris.

     

    Du point de vue moléculaire, l’honokiol semble utiliser différentes voies biochimiques, mais ici les chercheurs ont montré que l’honokiol bloque le récepteur de l’EGF (epidermal growth factor). Une recherche précédente avait indiqué que ce récepteur de l’EGFR était surexprimé dans 90 % des cancers de la tête et du cou à cellules squameuses. Ce récepteur est donc une cible pour des thérapies contre ce cancer. Actuellement, le cetuximab, et d’autres médicaments comme le gefitinib (commercialisé sous le nom d'Iressa) ciblent déjà le récepteur de l’EGF. Mais les faibles taux de réponse, la toxicité et la résistance à ces médicaments limitent leur utilisation. Or l’honokiol se lie plus fortement au récepteur de l'EGF que le médicament gefitinib.

     

    Les auteurs en concluent que l’honokiol apparaît comme une petite molécule bioactive intéressante pour traiter ce cancer ; elle pourrait être utilisée soit seule soit en combinaison avec d’autres médicaments disponibles. Le principal auteur, Santosh Katiyar, a déjà publié des travaux sur d’autres substances naturelles ayant un effet anticancer. Par exemple, ses travaux se sont intéressés au thé vert et aux proanthocyanidines des pépins de raisin.

     

    Botanique:  Contre le cancer, les promesses... du magnolia

    Pin It

    votre commentaire
  •  

     

    La séquence du colza rendue publique

     

     

    Un consortium international de chercheurs, piloté par l’Inra et le CEA (Genoscope) associant le CNRS et l’université d’Évry, a effectué le séquençage complet du génome du colza. Un pas pour mieux comprendre les génomes polyploïdes comme celui du colza et améliorer sa culture.

     

     
     

    Le colza est une culture récente remontant au post-néolithique, 5.500 ans avant notre ère. © Harald Hoyer, flickr, cc by sa 2.0

    Le colza est une culture récente remontant au post-néolithique, 5.500 ans avant notre ère. © Harald Hoyer, flickr, cc by sa 2.0

     
     
     
     

    Dans le cadre du projet Seq-Poly-Nap, financé principalement par l’Agence nationale de la recherche (ANR), des chercheurs de l’Inra, du CEA (Genoscope), du CNRS, de l’Université d’Évry, en collaboration avec leurs collègues étrangers, ont produit la séquence de référence du génome du colza ainsi que celle d’une collection de variétés représentant la diversité de cette espèce. Cela constitue la séquence assemblée et ordonnée de tous les gènes. La principale difficulté dans le cas du colza a été de séquencer les deux sous-génomes et de les distinguer. Ceci a été rendu possible par la mise au point d’une stratégie originale de séquençage, le développement d’outils bio-informatiques et d’analyse de l’expression des gènes dupliqués et de leur régulation.

     

    C’est la première fois qu’un génome polyploïde récent est séquencé dans son intégralité et comparé à ceux de ses espèces parentales, le chou et la navette (dont l’Inra a également contribué aux déchiffrages récents). Ces travaux paraissent dans Science.

     

     

    Quatre fois plus de gènes que dans le génome humain

     

    Les chercheurs montrent qu’au-delà de l’hybridation post-néolithique ayant conduit à sa formation, le colza aurait accumulé 72 génomes ancestraux au cours de son évolution, résultat de nombreux cycles de polyploïdisation, faisant de son génome un des plus dupliqués chez les plantes à fleurs (angiospermes). Ce phénomène récurrent, suivi par des restructurations du génome, a conduit à l’accumulation d’un grand nombre de gènes, soit plus de 101.000. Un nombre plus de quatre fois plus important que les 20.000 à 25.000 gènes de l’Homme par exemple.

     

    Le colza dérive du croisement entre la navette (Brassica rapa ici en photo) et le chou.
    Le colza dérive du croisement entre la navette (Brassica rapa ici en photo) et le chou. © Miya, Wikimedia Commons, CC by sa 3.0

     

    Les chercheurs ont observé que la grande majorité des gènes du colza sont dupliqués, existant donc en deux copies à séquences proches ou quasi identiques. La totalité d’entre eux est exprimée ; pour un même gène, les deux copies participent conjointement à leur fonction. Les chercheurs suggèrent qu’ils confèrent un réservoir important de diversification, d’adaptation et d’amélioration ; la fonction principale étant régie par une copie des gènes dupliqués, la deuxième copie peut se restructurer et muter pour l’émergence de nouvelle fonction.

     

    Le dialogue se traduit également par des échanges de gènes et d’ADN entre les deux sous-génomes du colza. Ainsi, pour un gène dupliqué, normalement présent sur les deux sous-génomes, une copie peut être remplacée par la séquence de la deuxième copie du second sous-génome. Le mécanisme d’échange à l’œuvre ainsi que son avantage sélectif restent encore à déterminer, bien qu’il ait déjà été montré que ce phénomène conduit à une diversification.

     

     

    Une ressource unique pour l’amélioration variétale du

    colza

    Le colza est une espèce cultivée à grande échelle depuis peu, à laquelle il reste un fort potentiel d’amélioration génétique. Ainsi le séquençage de son génome constitue une ressource unique au monde, car il ouvre de nouvelles potentialités pour l’identification des gènes d’intérêt agronomique et leur utilisation rapide dans les programmes de sélection variétale. Il serait par exemple possible d’améliorer la teneur et la composition en huile, la résistance à des pathogènes, la tolérance au froid, le rendement, ou encore l’efficacité d’utilisation des nitrates dans le sol. De nombreux projets exploitant cette ressource pour une agriculture durable sont en cours, notamment à l’Inra.

     

    Pin It

    votre commentaire
  •  

     

    L'intensification agricole affecte la pollinisation et la rentabilité

     

    Par une étude menée pendant plus de 20 ans, des chercheurs français ont à nouveau révélé l’importance des insectes pollinisateurs pour les terres agricoles françaises. Ils ont constaté que l’intensification de l’agriculture, en affectant les pollinisateurs, était de moins en moins efficace pour améliorer la productivité des cultures. Ils appellent les paysans à modifier leurs techniques à la fois pour leur rendement et pour le bien de la biodiversité.

     

     
     

    La pollinisation est un élément clé de la reproduction sexuée des végétaux supérieurs. Elle est le mode de fécondation privilégié utilisé par les plantes angiospermes (plantes à fleurs produisant des fruits), et gymnospermes (plantes à graines). L'intensification des techniques agricoles impacte ce processus essentiel. © Autan, Flickr, cc by nc nd 2.0

    La pollinisation est un élément clé de la reproduction sexuée des végétaux supérieurs. Elle est le mode de fécondation privilégié utilisé par les plantes angiospermes (plantes à fleurs produisant des fruits), et gymnospermes (plantes à graines). L'intensification des techniques agricoles impacte ce processus essentiel. © Autan, Flickr, cc by nc nd 2.0

     
     
     

    Depuis les années 1960, les pratiques agricoles se sont intensifiées et ont permis d’augmenter les rendements des cultures. En contrepartie, cela a eu des retombées négatives sur la biodiversité, et en particulier sur les insectes pollinisateurs. Or, certaines cultures comme les pommes, les prunes et les courgettes dépendent énormément de ces précieux pollinisateurs. Il est d’ailleurs estimé que 35 % de la production agricole mondiale est directement liée à l’activité de ces animaux.

     

    Quel est l’effet de l’intensification des pratiques agricoles sur la pollinisation et le rendement des cultures ? Pour répondre à cette question, une équipe du CNRS a analysé les données de productions annuelles pour 54 cultures, réparties dans les 22 régions de France métropolitaine, de 1989 à 2010. Les scientifiques ont alors pu calculer le rendement moyen et sa variabilité temporelle pour chaque culture et région. L’intensité de l’agriculture a ensuite été estimée au niveau régional en tenant compte du système de rotation des cultures, des quantités d’intrants utilisées (irrigation, engrais,pesticides) et de la présence d’habitats semi-naturels dans le paysage (par exemple haies ou forêts). Ils ont finalement comparé toutes ces informations au cours des années afin d’examiner l’efficacité des méthodes d’intensification de l’agriculture. Leurs résultats sont publiés dans la revue Frontiers in Ecology and the Environment.

     

    Le niveau de dépendance des cultures aux pollinisateurs repose sur le pourcentage de diminution du rendement dû à une absence de pollinisateurs : 0 % (0 % de diminution de rendement), 5 % (moins de 10 % de diminution de rendement), 25 % (10 à 39 % de diminution de rendement), 65 % (40 à 90 % de diminution de rendement), et 95 % (plus de 90 % de diminution de rendement).
    Le niveau de dépendance des cultures aux pollinisateurs repose sur le pourcentage de diminution du rendement dû à une absence de pollinisateurs : 0 % (0 % de diminution de rendement), 5 % (moins de 10 % de diminution de rendement), 25 % (10 à 39 % de diminution de rendement), 65 % (40 à 90 % de diminution de rendement), et 95 % (plus de 90 % de diminution de rendement). © CNRS

     

    L’intensification agricole pas toujours rentable

     

    Comme attendu, les chercheurs ont montré que le rendement moyen des cultures peu ou non rattachées à la pollinisation augmentait avec l’intensité de l’agriculture, et que la variabilité de leur rendement diminuait. En revanche, ces gains s’amenuisent pour les cultures plus liées à la pollinisation. Pour les cultures très dépendantes des pollinisateurs (de 65 % à 95 %), le rendement moyen n’augmente pas avec l’intensification des pratiques agricoles et une plus forte variabilité du rendement moyen est observée.

    L’ensemble de ces résultats révèle l'impact négatif de l'intensification sur l’activité des pollinisateurs, ce qui limite la productivité des systèmes agricoles. L’enjeu est désormais de développer de nouvelles approches permettant de maximiser les rendements en se reposant sur les services fournis par la nature, tels que la pollinisation ou le contrôle des ravageurs des cultures.

     

    Botanique:  L'intensification agricole affecte la pollinisation et la rentabilité

    Pin It

    votre commentaire
  •  

    La domestication du haricot racontée par ses gènes

     

    L’analyse des gènes du haricot fait la lumière sur les régions du génome sélectionnées lors de sa domestication par l'Homme. Ces gènes sont aussi des cibles potentielles pour améliorer sa culture, le haricot étant particulièrement intéressant car il fixe l’azote atmosphérique.

     

     

    Il existe différentes variétés de haricots qui peuvent différer par la couleur des graines : haricots rouges, blancs, etc. Le haricot commun serait passé par deux domestications distinctes. © Apogr, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

    Il existe différentes variétés de haricots qui peuvent différer par la couleur des graines : haricots rouges, blancs, etc. Le haricot commun serait passé par deux domestications distinctes. © Apogr, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

     
     
     

    Le haricot est une plante de la famille des légumineuses qui, avec ses différentes variétés, représente la dixième culture au monde. C’est une source majeure de protéines et de nutriments essentielle dans certains pays : les haricots fournissent jusqu’à 15 % des calories et 36 % des protéines quotidiennes dans certaines parties d’Afrique et d’Amérique.

     

    Historiquement, le haricot commun a été domestiqué il y a 8.000 ans environ, en deux endroits différents : l’Amérique centrale (actuel Mexique) et l’Amérique du Sud (Andes). Certains agriculteurs y pratiquent une culture associant trois plantes : maïs, haricots et courges (les « trois sœurs »). La domestication a conduit à des changements morphologiques : taille des feuilles et des graines, couleur de l’enveloppe de la graine, etc.

     

    L’objectif de travaux parus dans Nature Genetics était de comprendre l’histoire de la domestication du haricot afin d’améliorer les souches modernes. En effet, le haricot intéresse particulièrement les chercheurs et les agriculteurs en raison de sa capacité à fixer l’azote. Toutes les plantes ont besoin d’azote pour leur croissance, mais beaucoup de terrains agricoles en manquent, d’où la nécessité d’avoir recours aux engrais. Grâce à la symbiose que les légumineuses créent avec une bactérie fixatrice d’azote, celui de l’atmosphère peut être converti en ammonium sans qu’il y ait besoin d’enrichir les sols en engrais.

     

    Le haricot vert est une légumineuse, comme le soja. Des chercheurs analysent les modifications passées de son génome pour améliorer les variétés actuelles.
    Le haricot vert est une légumineuse, comme le soja. Des chercheurs analysent les modifications passées de son génome pour améliorer les variétés actuelles. © Renée Comet, Wikimedia Commons, DP

     

    La domestication du haricot inscrite dans ses gènes

     

    Une équipe internationale composée de chercheurs de différentes universités des États-Unis mais aussi quelques Français ont donc analysé le génome du haricot commun, Phaseolus vulgaris. Pour cela, ils ont assemblé 473 millions de paires de bases (Mb) du génome composé de 11 chromosomes. En utilisant les séquences de 60 plantes sauvages et 100 cultivées, les chercheurs ont confirmé qu’il y avait eu deux domestications indépendantes : moins de 10 % des 74 Mb impliquées dans la domestication étaient partagées par ces deux grands groupes de plantes domestiquées.

     

    Les chercheurs ont aussi identifié différents gènes, dont certains pourraient être utiles pour améliorer les cultures : des gènes liés à l’augmentation de la taille des feuilles et des graines, mais aussi ceux associés à la floraison, au métabolisme de l’azote, à la résistance aux maladies, etc.

     

    La comparaison du génome du haricot avec celui du sojaGlycine max, a aussi permis de montrer que le génome du haricot avait évolué plus rapidement que celui du soja. Ces deux espèces auraient divergé de leur ancêtre commun il y a environ 19,2 millions d’années.

     

    Pin It

    votre commentaire
  •  

    Des plantes parasites échangent des

    informations avec leur hôte

     

    D’après une étude parue dans Science, les plantes s’échangeraient des informations génétiques sous forme d’ARNm, dans le cadre d’une relation de parasitisme. Une découverte qui pourrait permettre de mieux lutter contre ces végétaux nuisibles.

     

     
     

    La cuscute est une plante parasite qui peut s'attaquer aux cultures maraîchères. © Ruddy BENEZET, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

    La cuscute est une plante parasite qui peut s'attaquer aux cultures maraîchères. © Ruddy BENEZET, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

     
     
     

    La cuscute est une plante parasite dont la tige peut s’enrouler autour de son hôte, par exemple dans des cultures maraîchères (tomates, etc.) ou des vignes. Afin de récupérer des nutriments, l’indésirable introduit un organe particulier, l’haustorium, pour pénétrer les tissus et pomper sa sève. Au cours de ce pillage, des informations génétiques pourraient être échangées entre les espèces. C’est ce qu’ont étudié des chercheurs de Virginia Tech, sur des plants d’Arabidopsis et de tomates parasités par la Cuscuta pentagona.

     

    Les scientifiques se sont intéressés de près aux ARN messagers (ou ARNm) : les molécules transcrites à partir de l’ADN d’un gène et qui portent les informations nécessaires pour la fabrication de protéines. Pour connaître le contenu en ARNm des plantes parasites, ils ont séquencé les transcriptomes de la cuscute qui se développait sur Arabidopsis et des tomates. Le transcriptome correspond à l’ensemble des ARNm.

     

    Les résultats présentés dans un article publié dans Science et montrent que, pendant le parasitisme de la cuscute sur ses hôtes, des milliers de molécules d’ARNm sont échangées. Cela est bidirectionnel et près de la moitié du transcriptome exprimé d’Arabidopsis fut identifié...

     

    Les ARNm sont traduits en protéines dans le cytoplasme des cellules eucaryotes. © Fdardel, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0
    Les ARNm sont traduits en protéines dans le cytoplasme des cellules eucaryotes. © Fdardel, Wikimedia Commons, cc by sa 3.0

     

     

    Un échange important d’ARNm entre espèces végétales

     

    Ce nouveau moyen de communication entre espèces soulève des questions, comme l’explique Jim Westwood, qui a dirigé ces travaux : « La découverte de cette nouvelle forme de communication entre organismes montre que cela a lieu bien plus que ce que personne ne l’avait jamais réalisé auparavant. Maintenant que nous avons trouvé qu’ils partagent toute cette information, la question suivante est de savoir ce qu’ils se disent exactement l’un à l’autre ».

     

    Une hypothèse est que cet échange d’informations permette aux plantes parasites de « dicter un comportement » aux sujets parasités : par exemple en lui demandant de diminuer leurs défenses, ce qui faciliterait son action. On peut aussi considérer que ce mécanisme facilite un transfert horizontal de gènes entre espèces différentes.

     

    Ces travaux pourraient trouver des applications en agronomie pour lutter contre les plantes parasites qui réduisent les rendements des cultures : « La beauté de cette découverte est que cet ARNm pourrait être le talon d’Achille des parasites. »

    Pin It

    votre commentaire


    Suivre le flux RSS des articles de cette rubrique
    Suivre le flux RSS des commentaires de cette rubrique