Les anciennes enzymes jaunes (OYE) ont été découvertes dans les années 1930 et ont fait l’objet de nombreuses recherches depuis. En effet, ces biocatalyseurs, colorés en jaune par une molécule auxiliaire, sont capables de réaliser des réactions très précieuses pour l’industrie chimique, comme la production de précurseurs de médicaments ou de parfums. Même si les OYE se trouvent dans de nombreux organismes, leur rôle naturel pour ces organismes n’a guère été compris jusqu’à présent, peut-être parce que la recherche s’est concentrée sur leur application biotechnologique. Des chercheurs dirigés par le professeur agrégé Dr Anja Hemschemeier et le professeur Thomas Happe de l’Université de la Ruhr à Bochum, en Allemagne, ont maintenant montré qu’un OYE de l’algue verte unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii est vital pour que ce micro-organisme végétal se protège du stress photooxydant.
Les OYE des microalgues utilisent l’énergie de la photosynthèse
“Notre groupe de recherche est parmi les premiers à étudier les OYE dans les algues”, déclare le Dr Stefanie Böhmer, auteur principal de l’étude. « Dans un premier temps, nous avons cherché à déterminer si ces biocatalyseurs sont également adaptés aux processus industriels. Nous étions particulièrement intéressés à savoir si les microalgues pouvaient utiliser l’énergie de la photosynthèse pour conduire les réactions chimiques respectives. Cela pourrait aider à établir des productions plus respectueuses de l’environnement. Les chercheurs ont en effet pu le démontrer : une molécule chimique ajoutée à des cellules d’algues vivantes n’était convertie qu’à des taux élevés à la lumière. “Ce résultat a également indiqué que les soi-disant en-réductases des algues qui sont responsables de cette conversion sont liées à la photosynthèse”, explique Böhmer. Par conséquent, les chercheurs du groupe de travail Photobiotechnologie ont étudié comment une souche d’algues dans laquelle un biocatalyseur OYE est défectueux s’adapte à une forte lumière.
L’énergie lumineuse excédentaire doit être dissipée
En coopération avec des chercheurs de l’Université de Leipzig, l’équipe de recherche de Bochum a en effet pu montrer que cette souche d’algue est difficilement capable de dissiper l’énergie lumineuse excédentaire. “Les organismes photosynthétiques tels que les algues et les plantes doivent toujours maintenir un équilibre entre l’énergie lumineuse absorbée et sa conversion en énergie chimique”, explique Anja Hemschemeier, qui a dirigé l’étude. “Sinon, des dommages cellulaires oxydatifs se produiront si la lumière est trop forte. Par conséquent, ces organismes ont mis en place des mécanismes de protection sophistiqués pour dissiper l’excès d’énergie lumineuse, par exemple sous forme de chaleur.”
Dans la souche de microalgues dépourvue d’OYE, les chercheurs n’ont détecté pratiquement aucun de ces mécanismes de protection et la souche a donc présenté des dommages oxydatifs. “Nous soupçonnons qu’une certaine molécule, qui est normalement convertie par ce biocatalyseur dans les cellules d’algues, est essentielle pour l’équilibre photosynthétique”, explique Hemschemeier.
L’équipe de recherche prévoit maintenant d’aller au fond des choses. “Les organismes photosynthétiques constituent la base de notre vie. Il est très important de comprendre comment ils s’adaptent au stress, et nous pensons avoir trouvé une autre pièce du puzzle ici”, conclut Hemschemeier.
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