Perception et signalisation systémique de l'homéostasie du fer chez les plantes – IRONSENS

Le fer (Fe) est essentiel au bon rendement des cultures et l'alimentation humaine. Nous (Taïwan) avons découvert deux voies pour améliorer l'assimilation du Fe dans les plantes. La première consiste à augmenter l'expression d'une famille de peptides appelés IRONMAN (IMA) impliqués dans la signalisation du statut en Fe. Cette nouvelle famille de peptides régule l'absorption du Fe en modulant l'activité d’E3-ubiquitine ligases spécifiques qui ciblent, pour leur dégradation via le protéasome 26S, des facteurs de transcription (TF) bHLH clés impliqués dans la régulation de l'homéostasie du Fe. Nous avons également identifié une mutation dominante dans un gène codant un de ces FT qui permet d’activer constitutivement l'absorption du Fe par les racines, conduisant à une accumulation du fer accrue dans tous les tissus de la plante. Nous (France) avons par ailleurs identifié plusieurs FT qui jouent un rôle central dans la régulation des gènes impliqués dans la réponse à la carence et à l’excès de Fe, y compris les gènes IMA et les FT régulés par les IMA. Cette boucle de rétroaction contrôle la perception et la régulation de l'homéostasie du fer au niveau cellulaire et à l'échelle de la plante entière. Nous avons également analysé les protéines et peptides circulant des feuilles vers les racines dans la sève phloémienne de plantes carencées en Fe, et identifié de nouveaux régulateurs potentiels. Notre objectif est de caractériser le mécanisme moléculaire qui est à l’initiation de cette boucle de régulation, et de déterminer comment ce mécanisme est utilisé par les plantes pour finement réguler l'entrée du Fe dans ses racines. Cela nous permettra de comprendre comment les plantes peuvent percevoir le Fe et ajuster son transport en fonction de leurs besoins, et pourra conduire à l'identification de nouvelles cibles pour le développement de cultivars enrichis en fer.