L'uranium (un atome radioactif naturel) est un contaminant environnemental présent dans certains sols et eaux, notamment à proximité d'activités minières ou nucléaires. Son accumulation peut entraîner des risques potentiels pour les écosystèmes, les agrosystèmes et la santé humaine, car le radionucléide a des effets toxiques chimiques.
Chez les plantes, ses effets toxiques sont connus, mais les mécanismes moléculaires impliqués restent mal compris. Cette étude, portée par des chercheurs du CEA-Irig/LPCV et autres collaborateurs, apporte une avancée majeure avec l'identification directe des protéines cellulaires ciblées par l'uranium, permettant la mise en évidence d'un nouveau mécanisme de toxicité de l'uranium chez les plantes.
Grâce à une approche de métalloprotéomique intégrée (qui permet d'étudier l'ensemble des protéines contenant un ou plusieurs ions métalliques d'un organisme ou extrait cellulaire), combinant chromatographie, spectrométrie de masse et spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, les chercheurs ont identifié à partir d'extraits cellulaires d'Arabidopsis thaliana 57 protéines capables de se lier à l'uranium. L'une d'elles, GRP7, joue un rôle clé dans la régulation des ARN. L'étude montre que l'uranium se fixe sur deux sites précis de cette protéine et empêche son interaction normale avec les acides nucléiques, perturbant ainsi la régulation de l'expression des gènes.
Ce travail révèle un mécanisme moléculaire inédit de toxicité de l'uranium chez les plantes. Il ouvre des perspectives pour mieux évaluer les risques environnementaux et développer des stratégies de dépollution des sols par les plantes (phytoremédiation).