Adaptation des plantes à la vie hors de l’eau : l’évolution d’un gène clef décryptée

Une équipe de chercheurs dirigée par Hugues Renault a décrypté un élément fondamental de l’évolution des plantes terrestres : la cinnamate 4-hydroxylase (C4H). Cette enzyme est essentielle à la production des phénylpropanoïdes, une famille de métabolites intimement liés à l’adaptation des plantes à la vie hors de l’eau. Publiée dans The EMBO Journal, cette étude révèle que l’activité C4H est apparue avec la famille de gènes CYP73 chez un ancêtre commun des embryophytes, marquant une étape cruciale dans l’évolution des plantes.

Les chercheurs ont identifié des résidus conservés au sein des protéines CYP73, dont une arginine critique, qui ont supporté l’activité C4H depuis les stades les plus précoces de son évolution. Ils ont ensuite démontré que la déficience en C4H, obtenue par inactivation de gènes CYP73 ou traitement avec un inhibiteur spécifique, conduit à une carence en phénylpropanoïdes et un développement anormal chez trois espèces de bryophytes : la mousse Physcomitrium patens, l’hépatique Marchantia polymorpha, et l’anthocérote Anthoceros agrestis. Ces effets délétères ont pu être contrés chez la mousse par l’apport exogène d’acide p-coumarique, le produit de l’enzyme C4H.

Cette découverte montre que l’émergence de la famille de gènes CYP73 a été un événement fondateur dans le développement de la voie des phénylpropanoïdes chez les plantes, et souligne le rôle central de l’enzyme C4H dans la biologie des embryophytes. Ces résultats offrent une nouvelle perspective sur l’évolution des plantes terrestres et sur les mécanismes qui ont permis leur adaptation à des environnements terrestres.