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Un petit ARN régule la photoprotection chez les cyanobactéries


​Une équipe de l'I2BC (LMB/SB2SM), en collaboration avec l'institut de Biologie de l'Université de Fribourg, découvre, chez une cyanobactérie, un mécanisme de régulation post-transcriptionnel dans lequel la synthèse des phycobilisomes (complexes collecteurs de lumière) est directement et inversement liée à l'expression de l'Orange Carotenoid Protein, une protéine photoprotectrice, via un petit ARN régulateur.

Publié le 23 juin 2021

L'Orange Carotenoid Protein (OCP) est une protéine modulaire soluble, photoactivable, contenant un caroténoïde comme chromophore. Elle joue un rôle crucial dans la photoprotection chez les cyanobactéries : en cas de forte lumière, la forme orange inactive de l'OCP est convertie en forme rouge active capable d'interagir avec les phycobilisomes, principales antennes collectrices de lumière. Cette interaction induit alors la dissipation thermique de l'excès d'énergie arrivant aux centres photochimiques (voir actu Joliot). L'OCP a suscité un grand intérêt au cours de ces dernières années en raison de sa capacité à agir comme un photoswitch moléculaire avec la translocation du caroténoïde lors de la photoactivation. Son expression doit donc être étroitement contrôlée or, le mécanisme moléculaire de cette régulation reste à élucider.

Dans cette étude, les chercheurs ont découvert un petit ARN régulateur, ApcZ, situé sur l'extrémité 3' de l'opéron apcABC codant pour les protéines centrales du phycobilisome et capable d'inhiber l'expression de l'OCP en conditions non stressantes. Inversement, dans la plupart des conditions de stress lumineux, la transcription de l'opéron apc diminue et la traduction de l'OCP augmente. ApcZ est le premier exemple chez les cyanobactéries d'un ARN dérivé d'un ARNm polycistronique régulant au moins un autre ARNm. C'est également le troisième ARN régulateur dont on a démontré qu'il modulait l'expression d'au moins un gène lié à la photosynthèse chez les cyanobactéries.


Phycobilisomes (PBS, en bleu) avec l'OCP (rouge) en conditions ou non de stress
© D. Kirilovsky/CEA


L'objectif est d'étudier dorénavant si ApcZ régule d'autres gènes photosynthétiques et si les ARN régulateurs jouent un rôle plus important que ce qui est actuellement connu de la régulation de l'expression des gènes photosynthétiques non seulement chez les cyanobactéries mais aussi chez les plantes et les algues eucaryotes.

Adapté de l'actualité du 3 juin 2021 de l'I2BC (département B3S)

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