​La photosynthèse, essentielle pour la croissance des plantes et la vie sur Terre, permet de convertir la lumière en molécules énergétiques, nécessaires au métabolisme des organismes chlorophylliens. Elle est régulée par des mécanismes complexes qui aident les plantes à s'adapter à un environnement variable, comme l'alternance jour-nuit ou un aléa climatique.

Dans les organites cellulaires où se produit la photosynthèse (chloroplastes), des enzymes appelées thiorédoxines, en particulier, jouent un rôle clé, à la fois dans la conversion de photons en énergie chimique et dans la synthèse de sucres. Comment ? Elles contrôlent l'activité de protéines en modulant l'état redox d'un de leurs acides aminés, la cystéine.

Une de ces thiorédoxines (CDSP32) a été découverte il y a 25 ans par des chercheurs du BIAM. Elle est connue pour protéger les structures cellulaires contre le stress oxydant au cours d'une sécheresse. Jusqu'à présent, elle n'avait jamais été directement reliée à la régulation de la photosynthèse.

Un nouveau rôle dévoilé pour la thiorédoxine CDSP32

Pour tester cette possibilité, des biologistes du BIAM ont étudié des lignées de pommes de terre, dont l'expression de la thiorédoxine CDSP32 a été modifiée, dans une approche pluridisciplinaire, allant de la génétique à la biophysique.

Ils montrent que la thiorédoxine CDSP32 contrôle très probablement l'activité d'une autre enzyme, l'ATP-synthase. Celle-ci joue un rôle central dans la conversion de l'énergie lumineuse en ATP (l'adénosine triphosphate), la molécule à la source de l'énergie chimique de la cellule. Ainsi, en régulant l'ATP-synthase, CDSP32 permet aux plantes de moduler leur production énergétique en fonction de leur environnement, et ainsi, d'optimiser leur métabolisme pour mieux résister à des stress environnementaux.

« Cette régulation fine de l'activité photosynthétique constitue un atout essentiel pour la croissance des espèces végétales dans des environnements variables, souligne Pascal Rey, coauteur de la découverte. Les connaissances acquises pour la pomme de terre, qui appartient à la famille ses Solanacées, pourraient être utilisées pour d'autres cultures de Solanacées d'intérêt agronomique comme la tomate ». En effet, cibler ces mécanismes d'acclimatation pourrait favoriser le maintien des rendements agronomiques dans le contexte actuel de changement climatique.