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Thématiques

Bioénergies


1/ Processus de bioconversion d’énergie
2/ Perception de l'environnement et stockage de l'énergie
3/ Ressources environnementales pour une énergie et un développement durables.

Published on 16 March 2015

​Processus de bioconversion de l'énergie chez les organismes photosynthétiques et microbiens

Cet axe transverse concerne les transferts d'électrons photosynthétiques et leur lien avec le métabolisme de fixation du carbone, le métabolisme des réserves ou la bioproduction d'hydrogène. Il est abordé par l'étude des relations structure-fonction de différents complexes protéiques dédiés à ces processus, comme le photosystème II, le complexe b6/f et les complexes antenne, par l'étude des mécanismes de protection de l'appareil photosynthétique lors de stress lumineux, ainsi que sous l'angle de la régulation des différentes voies de transfert d'électrons, linéaire ou alternatifs, en lien avec les différentes voies métaboliques de stockage de l'énergie.

Les processus de bioconversion d'énergie sont également abordés chez les microorganismes par l'étude de mécanismes enzymatiques d'oxydoréduction ainsi que par l'étude des processus de transfert extracellulaire d'électrons chez les bactéries électrogènes, en lien avec l'optimisation de piles à combustible microbiennes.

Les fronts de sciences dans ce domaine concernent les mécanismes biochimiques et biophysiques de l'utilisation et la dissipation de l'énergie lumineuse et des transferts d'électrons dans les membranes biologiques dans la perspective d'applications biomimétiques.

Laboratoires impliqués dans cette thématique

Laboratoire de bioénergétique et biotechnologie des bactéries et microalgues (LB3M, Cadarache)

 

Mécanismes moléculaires de perception de l’environnement en lien avec les mécanismes de stockage de l’énergie 

Les mécanismes de perception de l'environnement par les organismes photosynthétiques sont étudiés en lien avec la régulation de leur métabolisme énergétique, les mécanismes de stockage de l'énergie sous forme de lipide ou d'amidon, et la régulation de leur croissance et la production de biomasse. Il implique des recherches sur les modèles plante, mousse et microalgue.

Cet axe de recherche inclut l'étude des mécanismes moléculaires de perception par les plantes des  carences en nutriments minéraux et les conséquences de ces carences sur l'architecture racinaire. La gestion de l'eau par les plantes est abordée par l'étude du fonctionnement des cellules de garde des stomates  tandis que l'efficience photosynthétique et la réponse aux stress oxydants sont abordées dans le cadre de scénarios climatiques changeants.

Les fronts de science du domaine concernent les mécanismes moléculaires de la signalisation énergétique, l'élucidation des réseaux de réponses à des stress multiples et des nœuds de régulation permettant la modification ou la sélection génétique d'organismes  optimisés pour les productions énergétiques.

 Laboratoires impliqués dans cette thématique

 

Ressources environnementales pour une énergie et un développement durables

La production et l'utilisation d'énergies fossile ou nucléaire consomment des ressources et induisent un impact environnemental, par la présence de métaux lourds, ou de radionucléides dans l'environnement, tandis que le développement de nouvelles formes d'énergie implique l'utilisation de nanomatériaux dont les conséquences environnementales restent à analyser.

Une partie des recherches de l'UMR concerne la réponse des microorganismes et des plantes à la présence de ces composés toxiques dans l'environnement. Le décryptage des mécanismes moléculaires et redox impliqués dans la réponse des plantes et bactéries à une exposition aux métaux, aux radionucléides, ou aux nanoparticules vise à mieux comprendre les facteurs qui déterminent la toxicité, l'accumulation, la biotransformation et le transfert de ces éléments au niveau des chaines trophiques. Ces recherches sont menées en parallèle avec l'étude des mécanismes de gestion et de transformation des métaux biologiques par les bactéries  –comme le métabolisme du fer chez les bactéries magnétotactiques- ou par les plantes. Cette double approche permet de mieux appréhender les interactions entre métaux biologiques et métaux toxiques ou radionucléides. Ces études visent à développer des approches de biodétection ou de remédiation environnementales ainsi que l'écoconception de nanoparticules.  

De plus, l'étude des interactions plantes-bactéries au niveau de la rhizosphère vise à mieux appréhender leur rôle dans la spéciation et le transfert des toxiques métalliques, ainsi que le rôle des bactéries phytobénéfiques comme agents alternatifs pour la protection phytosanitaire de plantes.

Les fronts de science du domaine concernent la caractérisation des métallomes  et des mécanismes moléculaires de transfert et de toxicité au sein des organismes et des écosystèmes.

Laboratoires impliqués dans cette thématique