Un Picasso parmi les algues brunes : la difficile conquête de la symétrie chez Ectocarpus

A Picasso among brown algae: the arduous conquest of symmetry by Ectocarpus

¹ UMR7139, Station Biologique, Centre National de la Recherche Scientifique, Université Pierre & Marie Curie, Place Georges Teissier, 29682 Roscoff cedex, France
² Atelier de Bioinformatique, 12, rue Cuvier, Université Pierre & Marie Curie, 75005 Paris

Auteur de correspondance : charrier@sb-roscoff.fr

Reçu : 22 Juin 2007

Résumé

Le corps des organismes vivants se structure suivant des axes, des plans de rotation, de translation ou des symétries, en réponse aux contraintes imposées par l'environnement. Des processus cellulaires et moléculaires assurent la mise en place de cette structuration corporelle. Cette revue a pour objectif de présenter les mécanismes moléculaires qui régissent les principales symétries chez les végétaux. Plusieurs gènes, codant pour des facteurs de transcription, ont été identifiés chez les plantes terrestres (notamment Arabidopsis thaliana), qui contrôlent la mise en place des axes apico-basal et adaxial-abaxial, principalement. La mise en place de ces axes permet de générer des symétries radiale ou bilatérale selon les organes végétaux. Ces processus apparaissent dans la plupart des cas comme étant initialement sous le contrôle d'une hormone végétale, l'auxine. Chez les algues brunes, végétaux marins multicellulaires, les plans de polarité sont moins évidents que chez les plantes terrestres. L'algue brune modèle Ectocarpus siliculosus fait actuellement l'objet d'études de développement. Son architecture est filamenteuse, et les premières observations montrent que la formation des embranchements le long de l'axe principal ne s'effectue pas de façon stéréotypée et régulière selon les individus, bien que globalement centrée. Cependant, des études de morphométrie plus détaillées, suivies d'analyses probabilistes, ont révélé que, sur l'ensemble d'une population d'individus, les organismes obéissent à des contraintes biologiques non encore identifiées, qui affinent une symétrie radiale au fur et à mesure de la croissance de l'organisme. Le rôle de cette symétrie dans l'adaptation de cet organisme à son environnement, ainsi que les acteurs moléculaires impliqués, font actuellement l'objet de nos recherches.

Abstract

In response to environmental constraints, living organisms organise their body according to axes, rotation and translation plans, or asymmetries. Cellular and molecular processes are involved in the establishment of this architecture. Hence, this review aims at presenting the molecular mechanisms controlling the main symmetries and axes in plants. Several genes, coding for transcription factors, have been identified in land plants (mainly Arabidopsis thaliana), as controlling the establishment of apico-basal and adaxial-abaxial axes mainly. The establishment of these axes allows the development in other spatial directions of radial or bilateral symmetries. These processes seem in most cases to be under the control of the phytohormone auxin. In brown algae, which are all multicellular marine plants, polarity plans are less obvious than in land plants. The development of the model brown alga Ectocarpus siliculosus is currently being studied. E. siliculosus develops a filamentous architecture, and primary observations show that branching along the main axis occurs in a non-stereotyped and regular way, even though it is mainly centred. However, more detailed morphometrical studies, accompanied by probabilistic analyses, have shown that, among the overall population of individuals, organisms obey yet unidentified biological constraints, that aim at refining the radial symmetry as the organism grows. The role of this symmetry in the adaptation of E. siliculosus to its environment, as well as the molecular actors involved in this process, are currently under study in our laboratory.