Après la présentation de Jackson, un sélectionneur de maïs russe qui était dans le public a cherché Jackson et lui a parlé d'un étrange plant de maïs qu'il était tombé par hasard sur une parcelle d'essai chez lui. La plante avait de petites oreilles désorganisées, rangées chaotiques de grains, suggérant un problème de cellules souches quelconque. Cela pourrait-il être pertinent pour les recherches de Jackson ?
Finalement, un échantillon de cet étrange maïs russe a trouvé son chemin jusqu'à Jackson, qui a ensuite rejoint la faculté du Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) juste à l'extérieur de New York. Il s'est accroché au maïs russe, mais, occupé avec d'autres recherches génétiques, laissé sur le bec Bunsen arrière pendant des années.
Et il y était resté jusqu'à il y a quelques années, lorsque Jackson et son équipe de laboratoire ont pu s'y intéresser. Assez tôt, ils avaient découvert qu'il manquait au maïs russe un gène jusqu'alors inconnu, qu'ils ont nommé FEA3. De plus, la découverte de ce nouveau gène a conduit à la découverte d'une nouvelle voie de signalisation qui régule la production de cellules souches et a une incidence directe sur la quantité de maïs qu'un plant de maïs vous donne.
La recherche, ce que Jackson a décrit comme le plus excitant auquel il a participé depuis plus de 20 ans dans le laboratoire, a été publié lundi dans le journal Génétique de la nature . Si vous êtes phytogénéticien, la science elle-même est passionnante. Des recherches antérieures avaient suggéré l'existence de cette nouvelle voie de signalisation, par exemple, mais personne ne l'avait jamais trouvé auparavant. Et, contrairement à l'autre voie de signalisation majeure des cellules souches végétales, la nouvelle découverte implique des signaux envoyés de l'extérieur, pas à l'intérieur, la population de cellules souches. (Analogie de Jackson :imaginez que lorsqu'une maison est construite, les briques et le mortier envoient des suggestions et des conseils aux architectes et aux constructeurs.)
Pour les quelque 7,4 milliards de personnes sur terre qui ne sont pas des généticiens mais mangent de la nourriture, la pertinence de cette recherche réside dans le fait que Jackson et ses collègues ont utilisé leur nouvelle découverte pour sélectionner des plants de maïs avec de plus gros épis et plus de grains qui ont montré des augmentations de rendement de près de 50 pour cent par rapport aux plants témoins.
« C'est extrêmement excitant que cela puisse avoir une application dans le monde réel, " Jackson raconte Fermier moderne lors d'un entretien téléphonique.
Juste un peu plus de science ici :L'étrange maïs russe qui a conduit Jackson et al. à cette découverte avait des oreilles déformées et un rendement dérisoire. Son gène FEA3 ne fonctionnait pas du tout, due à une mutation naturelle, et comme résultat, la plante a fait pousser beaucoup trop de cellules souches pour son propre bien. Dans le laboratoire, cependant, Jackson et ses collègues ont pu développer des plants de maïs avec des « allèles faibles » du gène FEA3. Dans ces plantes, le système de contrôle FEA3 régule la production de cellules souches avec une touche plus légère, résultant en un boost de cellules souches qui signifie des oreilles plus grandes et des rendements plus importants sans les effets néfastes - comme désordonné, arrangement de noyau moins efficace sur l'épi - causé par des cellules souches devenues folles.
Jackson qualifie la recherche de la plus excitante à laquelle il a participé depuis plus de 20 ans.
Cela ne signifie pas que les producteurs de maïs augmenteront leurs rendements de 50 pour cent la saison prochaine en utilisant ce maïs FEA3 faible, toutefois.
« Nous ne pouvons pas garantir que lorsqu'ils entreront dans un cadre agricole, ils auront la même augmentation, ", dit Jackson.
Pour un, les plantes témoins utilisées dans les champs d'essai du CSHL ne sont pas les mêmes variétés utilisées pour la production commerciale. Deuxièmement, le processus de transfert des découvertes scientifiques du laboratoire au champ de maïs est long et rigoureux.
Cette tâche est en cours, toutefois. DuPont Pioneer – une énorme société de semences basée dans l'Iowa et l'un des nombreux bailleurs de fonds de la recherche FEA3 qui vient d'être publiée – a commencé à convertir « les allèles faibles de FEA3 en hybrides potentiellement pertinents sur le plan commercial et [en organisant] des tests de rendement détaillés, " écrit le Dr Bob Meeley, directeur de recherche principal, dans un e-mail.
Meeley – l'un des 13 co-auteurs de l'article de Jackson – a refusé de prédire combien de temps cela pourrait prendre avant que les variétés de maïs FEA3 faibles n'arrivent sur le marché. Il a expliqué que le processus de développement d'une variété commerciale implique le rétrocroisement du maïs FEA3 faible en plusieurs lignées différentes, suivi d'au moins deux années consécutives de tests détaillés dans différents endroits.
Meeley a ajouté que la société n'a "aucune attente d'une augmentation aussi spectaculaire" que celle observée dans la recherche universitaire, mais a exprimé son optimisme quant à son potentiel.
« Étant donné le caractère unique de [la découverte de Jackson], Je partage son enthousiasme à l'idée que nous puissions faire plus de recherches pour tester de nombreuses hypothèses sur le potentiel de reproduction et le rendement, », ajoute Meeley.
Finalement, Jackson et ses collègues ont également montré que le FEA3 est présent et remplit la même fonction dans Arabidopsis , un petit, plante à croissance rapide qu'il a décrite comme la "mouche des fruits de la génétique végétale". Cela suggère que la reproduction sélective d'allèles faibles de FEA3 pourrait permettre aux agriculteurs de réaliser des augmentations de rendement dans toutes les cultures vivrières de base, pas seulement du maïs. Et cela pourrait, théoriquement, leur permettre de nourrir plus de personnes avec la même superficie cultivée.
Pour Jackson, contribuer potentiellement à augmenter l'approvisionnement alimentaire mondial est un avantage secondaire gratifiant de son travail, mais ce n'est pas nécessairement ce qui le fait sortir du lit le matin.
« Ma principale motivation est de comprendre comment ces gènes fonctionnent, " il dit.
