Phototaxie individuelle et collective de la micro-algue Chlamydomonas reinhardtii – PHOTOFOCUS

De nombreux micro-organismes motiles photosynthétiques ont la faculté de s’orienter dans des champs de lumière, une propriété dénommée « phototaxie ». Ce phénomène, souvent médié par un organelle spécialisé (« eyespot », composé de molécules photo-sensibles), est toujours mal compris. La modélisation d’un tel processus est difficile car nous manquons d’information sur la façon dont le signal temporel reçu par l’eyespot lorsque la cellule nage est interprété et converti en une modulation du battement des flagelles (afin de tourner dans la bonne direction). Ici nous proposons d’étudier cette question importante avec la micro-algue modèle Chlamydomonas reinhardtii. Nous quantifierons la dynamique d’algues individuelles dans des champs de lumière bien contrôlés, tout en imageant leur eyespot le long des trajectoires. Cette approche nous permettra de corréler le mouvement des algues au signal temporel inféré reçu sur l’eyespot. De plus nous étudierons la phototaxie à l’échelle de la population, où l’interaction de la lumière (absorption) avec les algues impacte leur comportement phototactique, conduisant à des phénomènes émergents, tel que des modes de phototaxie collective. En développant nos connaissances sur le comportement phototactique individuel et collectif, nous envisageons de contrôler de manière précise le transport phototactique des algues dans des champs de lumières dynamiques. Cela constituera une preuve de concept que la lumière pourrait être exploiter dans des applications concrètes, telle que la récupération de la biomasse dans les bioréacteurs industrielles, étape actuellement financièrement et énergétiquement limitante de l’industrie des micro-algues (visant à produire bio-carburants à basse empreinte carbone, nourriture, médicaments, etc). De plus, l’amélioration des modèles existants de phototaxie aidera à mieux décrire la dynamique des populations phytoplanctoniques dans leurs environnements naturels où la phototaxie joue un rôle majeur.