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En direct des laboratoires de l'institut de Chimie

 

Les algues, des ampoules pour la planète

 

La photosynthèse est le moyen utilisé par les plantes, les algues ou certaines bactéries pour tirer profit de l’énergie solaire et ainsi synthétiser leur propre matière organique. D’une certaine manière, la photosynthèse est une pile qui s’ignore puisque sous l’effet de la lumière, deux réactions distinctes d’oxydation (de l’eau) et de réduction (du CO2) ont lieu, séparées par une succession de transferts d’électrons au niveau de la chaîne photosynthétique. Tout organisme photosynthétique apparait donc comme un réservoir d’électrons potentiel « révélé » par la lumière. La tentation de ponctionner quelques électrons « en trop », à la fois pour produire de la bioélectricité mais aussi soulager l’organisme sous forte illumination, est donc bien grande…

Une tentation de piste scientifique à laquelle les chercheurs du Laboratoire de « Physiologie Membranaire et Moléculaire du Chloroplaste » de l’Institut de biologie physico-chimique (CNRS/IBPC/Paris Sciences & Lettres/UPMC/Sorbonne Universités) et du Laboratoire « Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif » (CNRS/ENS/Paris Sciences & Lettres/UPMC/Sorbonne Universités) n’ont pu résister. Ceux-ci ont en effet élaboré un système d’extraction des électrons photosynthétiques d’une suspension d’algues éclairées. « L’aspirateur à électrons » est une électrode baignant dans la solution et ce sont des quinones jouent le rôle de cargo en allant chercher les électrons de la chaîne photosynthétique située à l’intérieur des algues pour les restituer à la surface de l’électrode.

Les scientifiques sont même parvenus à faciliter l’accès de la quinone à la chaîne photosynthétique de l’algue pour optimiser la capture des électrons. Les chercheurs ont ainsi développé une stratégie de mutagénèse et obtenu des algues dont l’accès à la chaîne photosynthétique est spécifiquement facilité pour les quinones. Les photo-courants électriques significatifs obtenus démontrent la pertinence de cette approche. Ces résultats parus dans la revue Nature Communications ouvrent la voie vers de nouvelles modifications orientées de la matière organique, le développement de nouveaux outils de dérivation et le transport des électrons de celle-ci vers l’électrode.

lemaitre

Enregistrement du courant lors de l’illumination de l’échantillon (en bleu : le courant obtenu à partir d’une suspension d’algues ; en rouge à gauche : le nouveau courant généré grâce à l’ingénierie génétique de l’algue dans des conditions où on ne peut pas produire de courant dans les algues non modifiées (en rouge à droite)).


Référence

Han-Yi Fu, Daniel Picot, Yves Choquet, Guillaume Longatte, Adnan Sayegh, Jérôme Delacotte, Manon Guille-Collignon, Frédéric Lemaître, Fabrice Rappaport & Francis-André Wollman

Redesigning the QA Binding Site of Photosystem II Allows Reduction of Exogenous Quinones

Nat. Commun. 3 mai 2017

DOI: 10.1038/ncomms15274

 

Contacts chercheurs

Francis-André Wollman, Institut de Biologie Physico-Chimique - Paris

Courriel : wollman@ibpc.fr

T 01 58 41 50 12

 

Frédéric Lemaître, Laboratoire « Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif » - Paris

Courriel : frederic.lemaitre@ens.fr

T 01 44 32 36 22

 

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Stéphanie Younes

 

19 juillet 2017

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