​​Le mécanisme de la photosynthèse interpelle toujours. Produire des sucres et de l'oxygène à partir de dioxyde de carbone, d'eau et de lumière fait intervenir une kyrielle d'acteurs moléculaires dont le rôle reste parfois incompris. C'est le cas de l'enzyme PTOX. « Depuis longtemps, la communauté scientifique considère que PTOX a un rôle protecteur contre le stress oxydant comme un excès de lumière, explique Anja Krieger-Liszkay, chercheuse au CEA-Ibitecs[1]. Or, nous avons observé que des plants de tabac mutants surproduisant cette enzyme souffrent particulièrement de ce stress… le contraire de l'hypothèse admise. »

Pour éclaircir cette apparente contradiction, les biologistes ont modulé artificiellement le taux de PTOX. Ils ont observé, entre autres par fluorescence et thermoluminescence, l'impact de la quantité de cet enzyme sur la santé de la plante, ce qui leur a permis de déchiffrer l'apparente incohérence. PTOX interviendrait entre les deux photosystèmes PSI et PSII, deux ensembles de protéines et de pigments qui collectent la lumière et la transforme en flux d'électrons. « Pour que la photosynthèse fonctionne parfaitement, il faut qu'un flux d'électrons circule entre ces deux photosystèmes, décrit la scientifique. PTOX aurait la capacité de se lier à cette chaîne de transfert d'électrons lorsque le stress lumineux est trop important, de façon à le désengorger et à rétablir un flux d'électrons optimal. » Dans ce cas, l'enzyme a donc bien un effet protecteur. « Toutefois, lorsque la plante surexprime PTOX, l'enzyme capterait trop d'électrons, poursuit Anja Krieger-Liszkay. Ici, l'appauvrissement de la chaîne de transfert perturberait le système. » Ainsi, la quantité de PTOX doit être équilibrée pour que la photosynthèse se passe au mieux.

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​En haut : Plants de tabac à différents stades de croissance. En bas : Fluorescence de la chlorophylle (0,75 : plante saine)

Ces résultats pourraient permettre d'adapter les cultures, en particulier là où le climat induit des stress environnementaux importants.​