Cyclose dans le tube pollinique

Implication du système actine-myosine-ATP

Quelques données expérimentales

Le tube pollinique et la cellule géante des Characées (voir tp) sont des modèles très souvent utilisés pour l'étude des mécanismes moléculaires impliqués dans la cyclose.
Quelques expérimentations concernant le tube pollinique des Angiospermes sont ici proposées.

  • Les rails d'actine

- Un traitement du tube pollinique par la cytochalasine B qui perturbe la polymérisation de l'actine inhibe les courants cytoplasmiques.
- Les microfilaments d'actine F sont visualisés in situ par différentes techniques (marquage avec phalloïdine-rhodamine par ex.). Dans le tube pollinique, il forment des "câbles" orientés parrallélement à l'axe du tube sauf dans la région apicale où il n'y a que de courts filaments et de l'actine monomérique G. En présence de cytochalasine B, les microfilaments apparaissent désorganisés.

- Des organites extraits du tube pollinique de Lis, introduits dans une cellule géante de Characée débarrassée de son endoplasme, se déplacent le long des cables d'actine (restés en place) liés à la face interne de la couche stationnaire de chloroplastes ectoplasmiques, en présence d'ATP (et d'une faible concentration en Ca2+).
Le même déplacement est obtenu avec des billes de latex recouvertes de molécules d'une myosine hétérologue. Voir tp Chara
Ces résultats expérimentaux (en convergence avec d'autres) permettent à T. Kohno et T. Shimmen (1988) d'envisager que dans le tube pollinique, la myosine participe activement au déplacement des organites, en interagissant avec les filaments d'actine. Pour confirmer l'hypothèse, il faut mettre en évidence la présence de myosine dans le tube, l'extraire, la purifier et la soumettre à l'expérimentation, une fois isolée.
  • Le moteur qui assure le mouvement: la myosine
- Le traitement de tubes polliniques par un anticorps monoclonal anti-chaîne lourde de myosine (de muscle squelettique) associé à un fluorochrome, révèle (fluorecsence) la présence de myosine dans le cytoplasme. On repère également de la myosine à la surface d'organites isolés, du noyau végétatif et de la cellule spermatogène (Heslop-Harrison, 1989).
- Des filaments d'actine de muscle de poulet rendus fluorescents par un marquage à la phalloïdine-rhodamine se déplacent (microscope à fluorescence + caméra ultra-sensible) sur une lame de verre recouverte par un extrait de tube pollinique de lis (Kohno et al., 1991).
- La chaîne lourde d'une myosine est isolée à partir d'un extrait de tube pollinique de lis, son activité ATPasique est testée en présence d'actine F de muscle squelettique de poulet.

- On peut suivre le déplacement de filaments d'actine marqués à la phalloïdine-rhodamine, à la surface d'une lame de verre sur laquelle on a fixé des molécules de myosine extraites (et purifiées) de tubes polliniques de Lis. Le mouvement nécessite la présence d'ATP (E. Yokota et T. Shimmen, 1993).

  • Le système actine-myosine contrôlé par la concentration cytoplasmique en Ca2+
- Dans les expériences réalisées avec la cellule de Characée (Fig 1), la mobilité des organites extraits de tubes polliniques est importante en présence d'une faible concentration en Ca2+ mais elle est nulle pour une concentration dépassant une valeur seuil.
- Dans le tube pollinique, il y a un gradient de concentration des ions Ca2+ avec une valeur basse dans la partie basale et élevée dans les parties subapicale et apicale.
- Les ions Ca2+ influent (par l'intermédiaire de diverses protéines) sur l'équilibre polymérisation/dépolymérisation de l'actine (et sur l'organisation des câbles), une concentration élevée (région apicale) favorisant la désorganisation des mirofilaments.
- Les ions Ca2+ peuvent réguler l'activité de la myosine (par l'intermédiaire de la calmoduline). A concentration élevée, ils inactivent la myosine.