Les organismes photosynthétiques produisent de la matière organique à partir de l’énergie lumineuse grâce à la photosynthèse. Ce processus libère également du dioxygène (O₂) à la suite d’une réaction photochimique catalysée par un complexe protéique dimérique appelé photosystème II (PSII). Toutefois, lorsque l’intensité lumineuse dépasse la capacité d’absorption du PSII, ce dernier peut être endommagé, voire détruit. Il doit alors être réparé en passant par une forme intermédiaire monomérique, elle-même vulnérable au stress lumineux mais dont les mécanismes assurant sa protection restaient jusqu’ici mal compris.
Grâce à des approches de crosslinking* couplées à la spectrométrie de masse, les chercheurs ont montré qu’une protéine nommée « Light Harvesting complex-Like 4 » (LHL4), induite en présence d’UV-B et sous stress lumineux, se fixait spécifiquement sur le PSII monomérique en cours d’assemblage. En combinant différentes approches (analyses photophysiologiques et génétiques), ils ont ainsi pu démontrer que cette protéine jouait un rôle crucial en protégeant cette forme transitoire sous stress lumineux et que son absence limitait la synthèse de nouveaux PSII fonctionnels, conduisant à terme à la mort cellulaire.
Photographie de cultures liquides des souches sauvage (WT) et mutante lhl4 de la microalgue Chlamydomonas reinhardtii. Sous faible lumière, les deux cultures présentent une coloration verte caractéristique. Cependant, en condition de stress lumineux, la souche lhl4 meurt rapidement, incapable d’activer des mécanismes de protection contre les dommages induits par la lumière. La culture devient alors progressivement transparente.
Cette découverte met en lumière un nouvel acteur clé de la protection des photosystèmes, ouvrant la voie à des stratégies pour renforcer l’efficacité et la résilience des organismes photosynthétiques face au stress lumineux. Des recherches sont en cours pour élucider les mécanismes précis de cette protection.
Crosslinking* : processus de formation de liaisons covalentes entre des molécules.
Collaborations:
- IRIG/EdYP
- Université de Genève (Suisse)
Financements:
- IDEX Université Grenoble Alpes International Strategic Partnership grant (project Signalling UV-B to protect Photosynthesis).
- University of Geneva. Swiss NSF.
- CNRS Momentum.