Pour transformer les microalgues en carburant, il faut trouver comment booster leur production de lipides. « La productivité d'une algue unicellulaire dépend à la fois de la quantité de lipides qu'elle recèle et de sa croissance, avertit Yonghua Li-Beisson, chercheuse au BIAM. Or, chez ces organismes, la croissance est liée au cycle de reproduction qui s'achève par l'éclosion des cellules filles ».

Chez l'algue modèle Chlamydomonas reinhardtii, le cycle cellulaire recommence grâce à un processus régulé par des enzymes, des métalloprotéinases matricielles (MMP). Celles-ci aident en effet à dégrader la paroi cellulaire pour permettre la libération des cellules filles. « Dans une étude précédente, nous avions montré qu'une enzyme spécifique aux plantes (DYRKP) régule le stockage du carbone mais nous ne savions pas comment cela se produit, rappelle la scientifique. Nous montrons maintenant que la DYRKP contrôle l'expression des MMP et favorise ainsi la dégradation de la paroi cellulaire. En l'absence de cette enzyme, la paroi ne peut pas être correctement décomposée et elle retient les cellules filles à l'intérieur de la cellule mère. Notre étude confirme que c'est bien ce dysfonctionnement qui conduit à la formation de structures dites palmelloïdes, emprisonnant les cellules les unes dans les autres ».

Cette découverte ouvre une voie nouvelle pour améliorer la productivité lipidique des microalgues. En effet, le contenu et la composition des cellules, notamment leur teneur en lipides, dépendent de l'activité métabolique, elle-même régulée par DYRKP. « Nous commençons seulement à comprendre les actions de DYRKP. Or DYRKP fait partie d'une famille plus large, nommée DYRK, que l'on retrouve aussi bien chez les levures et les plantes, que chez les bactéries ou les humains », souligne Yonghua Li-Beisson.

Ces résultats sont cruciaux à la fois sur les plans fondamental et pratique : ils permettent de mieux comprendre l'éclosion des cellules, un élément clé de la morphogénèse et de la croissance cellulaire. Du point de vue de l'ingénierie des algues, ces connaissances amélioreront les techniques de récolte des microalgues, qui sont souvent coûteuses.

I want to break free: Expression of matrix metalloproteinases is necessary for cell hatching in Chlamydomonas reinhardtii. The Plant Cell