​Siège de la photosynthèse, le chloroplaste est un organite cellulaire qui assimile le CO₂ pour produire de l'énergie et former des composants. En effectuant une réaction chimique et enzymatique, il libère les molécules ATP et NADPH qui peuvent ensuite être converties en énergie ou servir à la formation de protéines, sucres et lipides. Leur production est influencée par un flux d'électron à l'intérieur du chloroplaste qui permet à la cellule de s'adapter à son environnement en guidant l'énergie là où elle sera la plus utile.

En étudiant les mécanismes de la micro-algue modèle Chlamydomonas reinhardtii, des chercheurs du Biam ont découverts que deux protéines essentielles à la régulation des électrons, PGRL1 et FLV, jouent des rôles opposés lors de périodes de carences en azote. « C'est une situation fréquemment observée et nous en avons déduit qu'il serait possible par cet intermédiaire de modifier le flux d'électrons et ainsi influencer la production et la distribution des molécules ATP et NADPH », assure Yonghua Li-Beisson, responsable de l'équipe à l'origine de la découverte.

De nouvelles perspectives pour l'industrie des biotechnologies

Jusqu'à présent, la plupart des recherches visant à optimiser la production de biomasse, riche en lipides ou en amidon, se concentraient sur une augmentation du flux de carbone dans le chloroplaste. La découverte faite par les chercheurs du Biam ouvre de nouvelles perspectives car il s'agit désormais de doper en quelque sorte le chloroplaste en améliorant les processus énergétiques à l'intérieur.

Avec cette méthode, il sera théoriquement possible d'augmenter la production en huile et amidon des cellules végétales ainsi que leur capacité d'assimilation et de fixation du CO₂. De nombreuses industries qui utilisent le potentiel énergétique de la photosynthèse pourraient alors en tirer bénéfice, que ce soit dans le secteur des biotechnologies comme la fabrication du biofuel ou pour des projets écologiques comme la captation et la valorisation du CO₂.