Les plantes disposent de plusieurs stratégies pour optimiser leur photosynthèse et se protéger d’un manque ou d’un excès d’énergie lumineuse. Les chercheurs en connaissent déjà beaucoup, mais ne sont pas au bout de leurs surprises. En effet, une équipe du Biam, en collaboration avec ses collègues tchèques et polonais, révèle que certaines molécules, connues jusque-là comme transporteurs d’électrons au cours de la photosynthèse, sont aussi de puissants antioxydants.
« Ces molécules se dénomment les plastoquinones, explique Michel Havaux, chercheur au Biam. Des plantes enrichies en plastoquinone ont été obtenues en surexprimant une enzyme de la voie de biosynthèse de cette molécule. Cette transformation a fortement diminué la production d’oxygène singulet, une forme réactive et toxique de l’oxygène, par les photosystèmes, rendant ainsi la photosynthèse très robuste au stress photo-oxydant provenant d’un excès d’énergie lumineuse. » Ces molécules se trouvent dans les chloroplastes, sièges de la photosynthèse, et plus précisément dans les membranes thylakoïdiennes, où se trouve la chaîne photosynthétique des transporteurs d’électrons. On les trouve aussi dans les plastoglobules, des globules lipidiques associés aux membranes thylakoïdiennes. « Les plastoquinones sont consommées au cours de leur action antioxydante, ajoute le biologiste. Ce sont donc des antioxydants sacrificiels. » Si ces molécules bienfaitrices disparaissent au cours de leur action antioxydante, la photosynthèse et la protection antioxydante sont maintenues grâce aux plastoglobules qui fonctionnent comme réservoirs de plastoquinones.
Ces résultats identifient la plastoquinone comme un antioxydant majeur des plantes et donc comme une cible potentielle pour augmenter la tolérance de l’activité photosynthétique et la croissance des plantes aux contraintes de l’environnement.