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Ça chauffe chez les cyanobactéries


​Chez les cyanobactéries, les antennes collectrices de lumière peuvent dissiper un trop plein l'énergie lumineuse par fluorescence, ce qui constitue un mécanisme de photo-protection jusque-là inconnu.

Publié le 31 janvier 2017

Les plantes, les algues et les cyanobactéries ont recours à des mécanismes rusés pour absorber la lumière, même en cas de faible luminosité, afin d'effectuer la photosynthèse. Elles possèdent pour cela des antennes collectrices de lumière, édifices macromoléculaires qui contiennent de nombreux pigments. Celles-ci sont capables de s'adapter rapidement aux variations d'intensités lumineuses. En particulier, lors d'une augmentation soudaine, elles se convertissent en dissipateurs thermiques de l'énergie absorbée. Chez les cyanobactéries, une forte lumière active une protéine soluble liée à une molécule de caroténoïde, l'Orange Carotenoid Protein (OCP). L'OCP activée interagit avec les phycobilisomes, principales antennes collectrices de lumière, induisant ainsi la dissipation de l'énergie sous forme de chaleur.

Une étude menée par des chercheurs les universités d'Amsterdam, de Pretoria et du CEA-Ibitecs montre sur des phycobilisomes isolés à l'état de « molécule unique » que cette dissipation d'énergie se fait via une fluorescence intermittente (blinking). Les bilines, pigments des phycobilisomes, switchent de manière aléatoire et réversible vers des états métastables « obscurs » au niveau desquels l'énergie absorbée est dissipée thermiquement et ce, indépendamment de l'OCP. Des travaux antérieurs ont tenté d'associer ce processus à la photoprotection, mais ils ont été réalisés avec une intensité lumineuse de plusieurs ordres de grandeur supérieure à la lumière du Ssoleil, c'est-à-dire pouvant induire des effets non attendus en conditions physiologiques. Ici, les chercheurs ont utilisé des intensités beaucoup plus basses. Ils montrent pour la première fois le phénomène de fluorescence intermittente dans les phycobilisomes en conditions d'intensité lumineuse physiologique. D'autres organismes photosynthétiques pourraient aussi employer de telles stratégies pour répondre instantanément à des fluctuations rapides de l'intensité de la lumière du soleil.

Une meilleure compréhension des mécanismes photophysiques se produisant dans les antennes collectrices de lumière est de première importance dans la mise au point de technologies bio-inspirées dépendant de l'énergie solaire.

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