Dans cette étude, des chercheurs du CEA, du CNRS et d’Aix-Marseille Université se sont intéressés à une voie de signalisation, peu étudiée jusqu'à présent, qui était déjà présente dans l'ancêtre bactérien du chloroplaste, le compartiment où s’effectue la photosynthèse. Cette voie de signalisation dépend d’une molécule importante dans la réponse au stress chez les bactéries : la guanosine tétraphosphate. Utilisant la génétique pour modifier la quantité de guanosine tétraphosphate dans le chloroplaste végétal, les chercheurs ont pu dévoiler qu’elle agit comme un frein sur l’activité du chloroplaste avec des conséquences sur son fonctionnement et sa taille. De façon surprenante, ils ont également montré que cette voie de signalisation bactérienne est au cœur d’un dialogue entre le chloroplaste et le noyau cellulaire qui régule la croissance et le développement de la plante.
L’exploitation de cette voie de signalisation pourrait aider à optimiser les rendements photosynthétiques des plantes soumises à des carences (eau, nutriments) avec des applications potentielles en agriculture et le développement de cultures en réacteurs pour la chimie verte et les biocarburants à base d’algues.
Le chloroplaste des plantes est le siège de la photosynthèse. Il est le résultat d'une endosymbiose, survenue il y a plus d’un milliard d'années entre un organisme unicellulaire eucaryote2 (ou cellule à noyau), ancêtre commun des animaux et des plantes, et une bactérie. C'est grâce à cette alliance que les eucaryotes photosynthétiques (les plantes vertes et les algues) peuvent soutenir les écosystèmes de la planète entière.
1 BIAM : Institut de biosciences et de biotechnologies d’Aix-Marseille
BVME : laboratoire Biologie végétale et microbiologie environnementales
LISM : Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Macromoléculaires
2 Cellule caractérisée par la présence d'une enveloppe nucléaire qui délimite deux compartiments : le noyau dans lequel l'ADN associé à des protéines est stocké sous forme de chromosomes linéaires et le cytoplasme au sein duquel la majorité des événements du métabolisme s'effectue.