Comment les microalgues marines s'acclimatent à la lumière
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(c) Sinhyu
Les diatomées forment une famille remarquablement diversifiée de micro-organismes marins, présentes aussi bien en eau douce et salée que sur la banquise. Elles jouent un rôle primordial dans le fonctionnement des écosystèmes marins, notamment comme puits de carbone et source de dioxygène.
Leur succès écologique s'explique en partie par l'exceptionnelle flexibilité de leur appareil photosynthétique qui leur permet de s'adapter à des conditions lumineuses variées. Comme les autres êtres vivants utilisant la photosynthèse, les diatomées ont développé en particulier un mécanisme d'acclimatation aux forts éclairements: l'extinction non photochimique leur permet de dissiper l'énergie lumineuse en excès sous forme de chaleur.
Pour mieux comprendre la régulation de ce mécanisme, des chercheurs de l'Irig ont étudié l'algue modèle Phaeodactylum tricornutum, et plus particulièrement une protéine assurant le transport transmembranaire d'ions H+ et K+ (simultanément) appelée KEA3.
En combinant génétique et photophysiologie, ils montrent que cette protéine est indispensable au déclenchement de l'extinction non photochimique. Or KEA3 est capable de convertir sans perte d'énergie la composante chimique de la force proton-motrice (issue de la photosynthèse) en composante électrique. Ainsi, la force proton-motrice est maintenue, la production d'ATP (qui fournit l'énergie au métabolisme de la diatomée) est préservée et l'appareil photosynthétique est protégé par l'extinction non photochimique.
De plus, la protéine KEA3 contient un motif capable de lier à un ion calcium Ca2+. Les biologistes montrent que ce domaine contrôle l'activité de KEA3, fournissant un lien possible entre la concentration intracellulaire de Ca2+ et les réponses aux changements rapides (de l'ordre de quelques minutes) ou lents (par exemple journaliers) de l'environnement lumineux.
Références:
Impaired photoprotection in Phaeodactylum tricornutum KEA3 mutants reveals the proton regulatory circuit of diatoms light acclimation, New Phytologist
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