La lumière et le dioxyde de carbone (CO₂) sont vitaux pour la croissance des microalgues mais ils sont rarement disponibles en quantités optimales. C'est pourquoi le métabolisme de ces végétaux s'est doté de diverses régulations.

• L'exposition à une lumière intense entraîne un stress oxydatif dont la microalgue est protégée grâce au mécanisme « Energy-dependant quenching » (qE). Celui-ci dissipe l'excès d'énergie lumineuse sous forme de chaleur inoffensive pour la microalgue.
• Quand la concentration en CO₂ est trop basse, le processus « CO₂ Concentrating Mechanism » (CCM) rétablit le taux de CO₂ nécessaire aux chloroplastes pour assurer la croissance normale des microalgues.

Ces deux mécanismes de régulation (qE et CCM) sont essentiels pour la survie des microalgues mais, jusqu'à présent, ils n'ont été étudiés que séparément.

Les biologistes de l'Irig ont choisi de les analyser conjointement, et en particulier, de rechercher des éléments de régulation communs.

Ils démontrent que ces deux processus sont largement co-régulés.

• Leur étude montre, de manière inattendue, que l'expression des gènes impliqués dans qE et CCM est principalement contrôlée par la disponibilité en CO₂ dans la cellule, et non pas par l'excès de lumière, comme on le croyait jusque-là.
• Le niveau intracellulaire de CO₂ résultant de l'équilibre entre la fixation du CO₂ dans les chloroplastes et la génération de CO₂ par la respiration mitochondriale, la lumière n'a qu'un impact indirect sur la régulation de l'expression des gènes impliqués dans qE et CCM.
• Ces travaux révèlent un nouveau rôle dévolu au CO₂ dans les microalgues photosynthétiques. En plus d'être le substrat de la photosynthèse, le CO₂ est en effet une molécule de signalisation qui régule l'expression des gènes, en réponse aux changements de lumière et de disponibilité du CO₂.

Ces résultats éclairent les mécanismes moléculaires qui régissent le métabolisme du CO₂ photosynthétique et peuvent être utilisés pour permettre à la biosphère de diminuer plus efficacement la concentration de CO₂ dans l'atmosphère, mais aussi de progresser vers une économie durable à faible teneur en carbone en exploitant pleinement le potentiel biotechnologique des microalgues.