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Inflorescence d' ARABIDOPSIS THALIANA , l'arabette des dames.. © inra, CAIN Anne-Hélène

SWEET17, nouveau transporteur de sucre chez les plantes

Pour la première fois, des chercheurs de l’Inra Versailles-Grignon ont mis en évidence le rôle d’une protéine, SWEET17, dans le transport du fructose chez les végétaux. Ces résultats publiés le 11 avril 2013 dans la revue Current Biology, ouvrent des perspectives prometteuses pour modifier la composition en sucres de certaines espèces d’intérêt agronomique.

Mis à jour le 14/06/2013
Publié le 11/04/2013

Chez les plantes, les sucres (glucose, fructose ou saccharose) participent à de nombreux processus biologiques notamment liés à la structure (cellulose) et aux réserves (amidon) de la plante. Leur transport, que ce soit des organes de production vers ceux de stockage ou à l’intérieur des cellules, est orchestré par de nombreuses protéines.

Des chercheurs des Centres Inra de Versailles-Grignon et Montpellier avec des équipes européennes se sont intéressés à l’accumulation du fructose dans les feuilles de la plante modèle Arabidopsis thaliana (ou Arabette des dames). Ils ont observé que deux variétés naturelles de la plante, originaires d’Allemagne et du Tadjikistan, accumulaient des quantités différentes de fructose dans les feuilles lorsqu’elles sont cultivées dans des conditions pauvres en azote, élément nécessaire à leur développement. Ces variétés constituaient ainsi un matériel d’étude de premier choix pour explorer plus avant les mécanismes encore peu connus de transport et d’accumulation du fructose chez les plantes.

En combinant différentes techniques de génétique, les chercheurs ont mis en évidence que ces variétés diffèrent au niveau du gène qui code pour une protéine appelée SWEET17. Celle-ci appartient à une famille de protéines présentes chez de nombreux organismes, de l’homme aux microorganismes en passant par les plantes, dont certaines jouent un rôle dans le transport du glucose ou du saccharose au niveau de la membrane cellulaire.

Chez A. thaliana, cette protéine est située dans les cellules des feuilles de la plante, au niveau de la membrane des vacuoles – des sortes de petits sacs servant de lieux de stockage ou de dégradation des composants cellulaires. Les chercheurs ont montré qu’elle contribue à exporter le fructose accumulé dans la vacuole vers le cytoplasme de la cellule où il est ensuite utilisé. C’est la première fois que des scientifiques découvrent un membre de cette famille au niveau des vacuoles de la cellule végétale et mettent en évidence son rôle dans le transport spécifique du fructose.

Les scientifiques ont pu également expliquer les variations du contenu des feuilles en fructose observées initialement chez les deux variétés naturelles d’Arabidopsis par des différences dans l’expression du gène codant pour SWEET17.
Plus largement, la connaissance de ce nouvel acteur au rôle inédit chez les plantes ouvre des perspectives prometteuses pour modifier la composition en sucre d’espèces d’intérêt agronomique, que ce soit pour la production de biomasse ou l’alimentation. En particulier, il pourrait contribuer à expliquer l’accumulation du fructose dans des organes végétaux tels que les fruits.

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Biologie et amélioration des plantes
Centre(s) associé(s) :
Versailles-Grignon

Référence

Fabien Chardon, Magali Bedu, Fanny Calenge, Patrick A.W. Klemens, Lara Spinner, Gilles Clement, Giorgiana Chietera, Sophie Léran, Marina Ferrand, Benoit Lacombe, Olivier Loudet, Sylvie Dinant, Catherine Bellini, H. Ekkehard Neuhaus, Françoise Daniel-Vedele and Anne Krapp. Leaf fructose content is controlled by the vacuolar transporter SWEET17 in Arabidopsis. Current Biology, 11 avril 2013.