Des chercheurs du BIAM ont mis en évidence le rôle d’une enzyme, la thiorédoxine CDSP32, dans l’ajustement du métabolisme photosynthétique des plantes, en réponse aux fluctuations de leur environnement. Cette avancée pourrait contribuer au développement de cultures mieux adaptées aux défis climatiques.
La photosynthèse, essentielle pour la croissance des plantes et la vie sur Terre, permet de convertir la lumière en molécules comme le glucose, nécessaires à la production d’énergie et au développement des organismes chlorophylliens. Ce processus est régulé par des mécanismes complexes qui aident les plantes à s’adapter à des conditions variables, comme l’alternance jour-nuit ou le déficit hydrique. Les thiorédoxines, présentes dans les chloroplastes, sont des enzymes qui contrôlent l’activité des protéines en modulant l’état redox d’un de leurs acides aminés, la cystéine. Elles jouent un rôle clé dans la régulation des deux phases de la photosynthèse : la conversion de l’énergie lumineuse en énergie chimique et l’utilisation de cette énergie pour synthétiser les sucres.
Un nouveau rôle dévoilé pour la thiorédoxine CDSP32
Découverte il y a 25 ans par les chercheurs du BIAM, la thiorédoxine CDSP32 protège les structures cellulaires contre le stress oxydant lors de contraintes climatiques comme la sécheresse. Elle n’avait jamais été directement reliée à la régulation de la photosynthèse. Grâce à des techniques diverses, allant de la génétique à la biophysique, les équipes multidisciplinaires du BIAM ont montré dans cette étude que la thiorédoxine CDSP32 contrôle très probablement l’activité de l’ATP-synthase. Cette enzyme joue un rôle central dans la conversion de l’énergie lumineuse en ATP qui sert de source d’énergie chimique pour la cellule. Ainsi, en régulant l’ATP-synthase, CDSP32 permet aux plantes de moduler leur bilan énergétique en fonction des conditions du milieu.
Une stratégie d'acclimation face aux contraintes
Les résultats suggèrent que la thiorédoxine CDSP32 pourrait procurer aux plantes un avantage adaptatif lors de contraintes environnementales. En ajustant l’activité de l’ATP-synthase, les plantes optimisent leur métabolisme énergétique pour mieux résister aux conditions de stress. Cette régulation fine de l’activité photosynthétique constitue un atout essentiel pour la croissance des espèces végétales dans des environnements variables.
Des perspectives prometteuses
« Les recherches ont porté sur des lignées de pommes de terre, une plante appartenant à la famille des Solanacées, modifiées dans l’expression de la thiorédoxine CDSP32, » développe Pascal Rey, coauteur de la découverte. Les connaissances acquises pourraient être utilisées pour d’autres cultures de Solanacées d’intérêt agronomique comme la tomate », projette-il. En effet, cibler ces mécanismes d’acclimatation, pourrait augmenter la résilience des cultures face aux contraintes environnementales et permettre le maintien des rendements dans le contexte du changement climatique.
Auteurs : Rey P, Henri P, Alric J, Blanchard L, Viola S.
Plant Cell and Environment. 2024 Aug 27. doi: 10.1111/pce.15101