​La lumière est indispensable à la vie sur Terre parce qu’elle permet aux organismes photosynthétiques –  plantes, algues et cyanobactéries (« algues bleues ») –  de produire l’oxygène et consommer le CO₂ atmosphérique. Ces organismes possèdent un appareil capable de collecter la lumière solaire et de la transformer en énergie chimique par photosynthèse. L’appareil photosynthétique est situé dans la membrane d’organites cellulaires spécialisés chez les plantes et algues, les chloroplastes. Les cyanobactéries sont des procaryotes et ne possèdent pas de tels organites. La photosynthèse se fait dans une seule membrane repartie dans la cellule (le thylakoïde).

L’appareil photosynthétique existe sous la forme de deux photosystèmes séparés (les complexes protéiques PSI et PSII) qui fonctionnent en série, chacun d’eux capturant la lumière et faisant une réaction photochimique. Les activités de deux photosystèmes sont reliées par un troisième complexe, le cytochrome b6f, qui participe au transport d’électrons entre les deux photosystèmes (on parle de chaîne de transport d’électrons). Le processus est complexe, d’autant plus qu’il peut facilement y avoir un déséquilibre d’énergie entre les deux PS selon la qualité et la quantité de lumière reçue. Déséquilibre qui conduit à une réduction ou une oxydation de la chaîne de transport d’électrons. Un retour à l’équilibre est nécessaire pour que le processus reste efficace. Il est permis grâce à un mécanisme d’ajustement continuel appelé « transitions d’états ». Pour tous les organismes photosynthétiques, ce mécanisme est d’abord déclenché par un changement de l’état d’oxydo-réduction de la plastoquinone, une petite molécule située dans la chaîne de transport d’électrons, entre le PSII et le cytochrome b6f. Chez les plantes et les algues vertes, on sait que ce changement de la plastoquinone est détecté par le cytochrome b6f qui induit alors des réactions enzymatiques de phosphorylation ou de déphosphorylation de l’une des antennes collectrices de lumière, le complexe protéique LHCII. Ces réactions déplacent LHCII d’un PS à l’autre et ont pour but de redistribuer l’énergie d’excitation entre les deux PS. Chez les cyanobactéries en revanche, le détecteur et les réactions induites n’ont pas été identifiés. Une étude dirigée par une équipe du SB2SM et publiée dans Plant Cell donne de premiers éléments de réponse. Dans les deux espèces de cyanobactérie qu’ils ont étudiées in vitro, les chercheurs démontrent par des mesures de fluorescence¹ que le cytochrome b6f n’est pas le senseur des changements d’état d’oxydo-réduction de la plastoquinone. Grâce à une analyse de mutants de différentes enzymes responsables de phosphorylation ou de déphosphorylation, et à l’utilisation d’inhibiteurs de ces enzymes, l’étude montre également que ces réactions n’interviennent pas dans le processus pour redistribuer l’énergie entre les deux PS. L’ensemble des données indique que le mécanisme de transitions d’états des cyanobactéries est très différent de celui connu chez les plantes et les algues. La suite ? Identifier le senseur du changement d’état redox de la plastoquinone et comment ce signal est transmis pendant les transitions d’états.