Structure et plasticité des photosystèmes en réponse à l’environnement chez les plantes et les algues, une clé pour comprendre et améliorer la croissance. – PHOTO-plast

Un des plus grands défis de la science dans un avenir proche sera d’exploiter plus efficacement l’énergie solaire. Les organismes photosynthétiques effectuent cette fonction essentielle de convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique grâce à une machinerie moléculaire sophistiquée et organisée en quatre supercomplexes localisés dans les membranes chloroplastiques. Deux de ces complexes, les Photosystèmes I et II, ont la fonction fondamentale d’absorber l’énergie lumineuse et d’effectuer sa première transformation. Les organismes photosynthétiques maintiennent néanmoins une relation d’amour/haine avec la lumière car un excès de lumière cause la formation d’espèces activées de l’oxygène, dangereuses pour l’organisme, alors qu’une faible irradiation limite fortement la croissance. Pour cette raison, les plantes et les algues ont besoin de répondre aux changements de la quantité et qualité de la lumière pour optimiser le rendement photosynthétique. Ces réponses nécessitent, à travers de mécanismes encore partiellement inconnus, la régulation de la structure et de l’activité des photosystèmes. Nous proposons d’investiguer avec des nouvelles stratégies les mécanismes moléculaires nécessaires pour remodeler et réguler la structure et l’activité des photosystèmes pour répondre aux stress environnementaux comme une lumière soit excessive ou soit limitante. Les propriétés physico-chimiques de deux photosystèmes purifiés de plantes après différents traitements ou de plantes mutantes seront étudiées par une approche multidisciplinaire qui intègre la biochimie des protéines membranaires, la spectroscopie et la physiologie. Des résultats récents suggèrent que certaines modifications de la régulation de l’activité photosynthétiques peuvent avoir un effet positif sur la croissance. Sur cette base, nous proposons d’effectuer un crible génétique original afin d’identifier de nouvelles protéines clés impliquées dans la régulation de la photosynthèse et qui pourraient ouvrir de nouvelles stratégies pour élucider ce processus fondamental. La photosynthèse est importante non seulement en agriculture, mais elle est à la base de la production d’énergies renouvelables à travers l’utilisation de la biomasse des plantes et des algues. Grâce à notre expertise multidisciplinaire et à un réseau de collaborations de haut niveau, notre projet pourra apporter des connaissances significatives sur la relation structure-fonction-régulation des photosystèmes et dans le domaine de la recherche photosynthétique au sens large.