Une majeure en biologie de la SRU mène de nouvelles recherches sur les plantes de soja

31 juillet 2071

ROCHE GLISSANTE, Pa. – Les États-Unis, en tant que plus grand producteur mondial de soja, ont près de 90 millions d’acres consacrés à la culture, selon les dernières perspectives publiées par le département américain de l’Agriculture. Cependant, les graines de soja les plus intéressantes pourraient très bien germer dans une serre du Vincent Science Center de l’Université Slippery Rock.

Emily Reed, étudiante junior en biologie à Volant, a reçu cet été une subvention Summer Undergraduate Research Experience de 725 $ pour étudier les fonctions cellulaires du soja. Sous la direction de Nicole Dafoe, professeure adjointe et directrice du département de biologie, Reed observe « l’endoréduplication » dans les plants de soja. L’endoréduplication est un cycle cellulaire dans lequel l’ADN d’une cellule est répliqué, mais la cellule ne se divise pas.

Ce processus se produit dans tous les organismes à cause d’un gène spécifique appelé ccs52, ou Cell Cycle Switch 52. Tous les organismes ont un de ces gènes, les plantes en ayant deux ou trois, mais le soja est différent.

“Nous avons commencé à étudier le soja et il s’avère qu’ils en ont six, ce qui est énorme”, a déclaré Dafoe, qui a fait la découverte il y a deux ans. “Des recherches ont été faites avec d’autres organismes, mais il n’y a pas beaucoup de choses sur ce que nous faisons. Rien n’a été fait sur le soja. Tout cela est très nouveau.”

Reed et Defoe voudront peut-être que l’endoréduplication se produise afin qu’ils puissent en tirer des leçons, mais qu’en est-il des agriculteurs et, en fin de compte, des consommateurs ?

“Il y a du bon et du mauvais”, a déclaré Dafoe. “L’endoréduplication chez les plantes a été associée à la production agricole et elle est importante pour la tolérance à la sécheresse. Bien qu’il y ait beaucoup de très bonnes choses auxquelles elle est associée, l’inconvénient est son association avec la croissance des ravageurs et des agents pathogènes en raison des nutriments sur lesquels ils peuvent nourrir.”

Une partie de la recherche teste différentes compositions du gène, basées sur des séquences d’acides aminés, et comment elles contribuent à l’endoréduplication.

“C’est ce qui est excitant à propos de l’endoréduplication – cela se produit dans de nombreuses phases différentes”, a déclaré Dafoe, qui, avant de venir à SRU il y a cinq ans, était chercheur en biologie moléculaire à l’USDA. “Cela se produit pendant le développement des fruits, cela se produit en réponse à la sécheresse, cela peut se produire en réponse à un ravageur qui s’en nourrit.”

Dans le soja, l’endoréduplication se produit lorsqu’un gonflement des cellules, ou nodules, se forme en réponse à la présence de bactéries fixatrices d’azote.

C’est là que Reed entre en jeu. Elle teste les effets du gène ccs52 dans la levure, en tant que modèle, ainsi que dans le soja planté pour déterminer ce qui est nécessaire pour développer les nodules. Les plants de soja sont traités avec des bactéries lors de leur plantation et certains sont cultivés en l’absence d’azote.

Reed a passé deux à trois jours par semaine au laboratoire cet été, une expérience qui, selon elle, sera importante non seulement pour la découverte, mais aussi pour constituer son curriculum vitae en vue de futures opportunités de recherche et d’entrée dans un programme de doctorat.

“J’étais extrêmement enthousiaste à l’idée d’obtenir cette bourse de recherche parce que j’ai appris que j’avais vraiment une passion pour la recherche et cela me permet de venir chaque semaine et d’en faire plus et d’en apprendre davantage”, a déclaré Reed. L’aspirante professeure lorgne déjà sur des programmes de doctorat en biologie moléculaire ou cellulaire qui lui permettront de contourner une maîtrise en raison de ses recherches de premier cycle.

Reed et Dafoe ont déclaré que leurs efforts cet été aideront les scientifiques à mieux comprendre les causes de l’endoréduplication. Ils prévoient de publier les résultats dans une revue à comité de lecture ou de présenter lors de conférences au printemps prochain.

“Cela a été beaucoup de pratique et d’apprentissage pour faire des choses dont je ne savais même pas qu’elles étaient possibles auparavant”, a déclaré Reed, faisant référence à des fonctions scientifiques telles que la réplication de l’ADN et la mesure de l’expression des protéines dans les organismes.

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