Adaptation bioénergétique de nageurs bistables – BABIN

Les micro-organismes photosynthétiques, tels que les algues, jouent un rôle essentiel dans la production d'oxygène et l'absorption du dioxyde de carbone. Ils sont également des candidats prometteurs pour des applications liées à l'énergie et des pratiques durables, comme les biocarburants ou l'alimentation. Au fil des milliards d'années, ces organismes ont développé des mécanismes sophistiqués pour naviguer dans des environnements hétérogènes et adapter leurs processus internes en réponse à des stimuli externes. Par exemple, la microalgue Chlamydomonas reinhardtii (CR) utilise deux flagelles frontaux pour se déplacer, un œil pour s'orienter vers ou à l'opposé des sources de lumière grâce à la phototaxie, et des chloroplastes pour la photosynthèse. Un lien qualitatif entre la motilité et la photosynthèse a été suggéré, mais il manque une description quantitative de la manière dont ces processus interagissent pour influencer le comportement cellulaire à long terme, en particulier lorsque la cellule évolue dans un environnement complexe. Le projet BABIN est structuré autour de trois questions principales : Comment la motilité de CR, contrainte à un mouvement unidimensionnel, réagit-elle aux variations des conditions lumineuses et aux facteurs régulateurs intracellulaires ? Comment un stimulus lumineux localisé influence-t-il la dynamique de nage de CR naviguant dans une géométrie bidimensionnelle ? Comment régulent-elles leur état photosynthétique interne et leur comportement de motilité en réponse à des signaux externes ?

Le projet BABIN aborde ce défi en se concentrant sur l'adaptation des processus bioénergétiques des cellules, tels que la photosynthèse, pour guider leur mouvement à travers différents environnements. BABIN utilise notamment la bistabilité comme modèle minimal pour étudier comment les cellules passent d'un état à un autre, similaire à un « saut » d'une position à une autre dans un environnement variable. En examinant comment les signaux environnementaux influencent à la fois la motilité et la bioénergétique dans des cellules bistables, ce projet de biophysique propose un cadre unique pour comprendre les stratégies adaptatives qui permettent aux micro-organismes de prospérer dans des environnements hétérogènes.

Pour résumé, BABIN cherche à améliorer notre compréhension de l'interaction entre la motilité et la photosynthèse chez les microorganismes, en fournissant des perspectives nouvelles sur l'adaptation bioénergétique dans des environnements dynamiques. Ces connaissances pourraient avoir des applications dans des domaines tels que la bioingénieurie, la production de biocarburants, et la conception de systèmes photosynthétiques artificiels. Le projet pourrait également conduire au développement d'un fluoromètre innovant, avec un potentiel de brevet, offrant ainsi une nouvelle méthode pour étudier la photosynthèse dans les microorganismes mobiles.