Pour contrer le verrou biologique qui force les microalgues à bloquer leur croissance lorsqu’elles stockent de grandes quantités de molécules énergétiques, le BIAM vient d’obtenir un financement ANR TOR-DYRKcontrol, pour que croissance et stockage deviennent compatibles.
Plusieurs approches, menées indépendamment ces dernières années par les équipes de l’Institut de Biosciences et biotechnologies d’Aix-Marseille (BIAM), ont montré que certains régulateurs majeurs de leur fonctionnement cellulaire, les protéines kinases, régissent cette balance entre croissance et accumulation de lipides de réserves1. Le verrou étant identifié, il faut à présent en comprendre tous les engrenages.
Dévoiler de fins mécanismes au cœur des cellules
Fondé sur ces découvertes, le projet ANR TOR-DYRKcontrol ira plus loin en utilisant des approches biochimiques et génétiques afin de comprendre comment ces différentes kinases interagissent entre elles au cœur des cellules pour réguler finement la croissance et le stockage de lipides. Les équipes LGBP2 et EBM3 du BIAM se sont associées à une équipe de l’INRAe4 pour son expertise dans l’édition du génome des plantes et des microalgues afin de modifier le plus finement possible ces voies de signalisation en intégrant leurs dernières découvertes réalisées chez les plantes.
L’objectif de ces recherches visera le développement de solutions pour augmenter l’accumulation de lipides de réserves sans compromettre la croissance des microalgues pour améliorer leur productivité et faciliter leur utilisation dans le développement des biocarburants de 3eme génération.
Le réseau de régulation impliquant les kinasesTOR et DYRK relie l’état nutritionnel à la croissance et à l’accumulation de lipides de réserve (huile), source de biocarburant. Les lignes vertes correspondent aux résultats obtenus pour la plante modèle Arabidopsis thaliana et les lignes rouges aux résultats obtenus pour la microalgue Chlamydomonas reinhardtii. Les lignes pleines indiquent les étapes connues, tandis que les lignes en pointillés correspondent aux étapes qui ne sont pas entièrement comprises
LES KINASES
Les kinases sont des protéines dont la particularité est de réguler l’activité de molécules, notamment d’autres protéines, mais aussi des lipides ou des sucres, selon les types de kinases. Cette régulation se fait par phosphorylation, c’est-à-dire par ajout d’un ion phosphate issu de l’ATP aux molécules cibles. Plusieurs centaines de kinase existent dans les cellules eucaryotes et celles-ci sont souvent conservées chez des organismes aussi variés que les animaux, les plantes et les algues. Ainsi, la kinase TOR (Target Of Rapamycin) que nous étudions dans le cadre de ce projet, est un régulateur central de la croissance et du métabolisme qui est beaucoup étudiée chez l’homme pour son importance dans la réponse immunitaire et les cancers